Pengukuran Daya Pada Lampu Pijar dan Lam
1. Pengukuran Daya Pada
Lampu Pijar dan Lampu TL
Pemeliharaan Perangkat Telekomunikasi
Kelompok
:2
Anggota
: Lingga Ramadhan (131331052)
Rd. R. Deanaz Hardiyanti (131331056)
Rekananda Abdul Majid (131331057)
Surya Utami (131331061)
Tria Rahmatul Fazry (131331062)
Vina Yunanda (131331063)
Zayyan Najibulloh Sukma (131331064)
Kelas
: 2 Telekomunikasi B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
Pengukuran Daya Pada Lampu Pijar dan Lampu TL
1. TUJUAN
Mahasiswa memahami konsep daya listrik
Mahasiswa mampu menggunakan alat ukur Watt meter dan Multimeter.
Mampu mengukur dan menghitung parameter arus, tegangan dan daya pada lampu pijar
dan lampu TL.
Mahasiswa mampu menganalisa hasil pengukuran berdasarkan teori yang diberikan.
2. PENDAHULUAN
1. DayaAktif
Energi yang disipasi atau dihamburkan oleh beban disebut sebagai daya aktif. Daya
aktif dilambangkan oleh huruf P dan diukur dalam satuan W (Watt). Daya Aktif (Active
Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energy sebenarnya. Satuan daya
aktif adalah Watt. Misalnya energy panas, cahaya, mekanik, dan lain-lain.Daya inilah
yang dibayar oleh pelanggan setelah menggunakan listrik dari PLN.
P = V.I.cos φ
Dimana,
P = nilai daya nyata (W)
V = nilai tegangan (V)
I = nilai arus (A)
cos φ = factor daya
2. Daya Reaktif
Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet.
Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluksme dan magnet. Contoh
daya yang menimbulkan daya reaktif adalah transformator, motor, lampu pijar, dan lainlain.Satuan daya reaktif adalah VAR (Volt-Ampere-Reaktif).
Q = V.I.Sin φ
Q = Nilaidayareaktif (VAR)
V = Nilaitegangan (V)
I = Nilaiarus (A)
Sin φ = Besar vector daya
3. Daya Semu (S)
Energi total dalam rangkaian arus bolak-balik, baik dihamburkan, diserap, atau pun
yang kembali disebut daya semu. Daya semu dilambangkan dengan huruf S dan diukur
dalam satuan VA (Volts-Ampere).
S = √P2 + √Q2
SEGITIGA DAYA
Segitiga daya merupakan segitiga yang menggambarkan hubungan matematika antara
tipe-tipe daya yang berbeda berdasarkan prinsip trigonometri.
P = V.I.cos φ
Q = V.I.Sin φ
S = √P2 + √Q2
Gambar Segitiga Daya
Macam – macam lampu yang digunakan
Lampu Pijar
Bola lampu, atau lebih dikenal dengan lampu pijar (bohlam) adalah sumber cahaya
buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian
memanas dan menghasilkan foton. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut
menghalangi oksigen di udara berhubungan dengannya, sehingga filamen tidak akan
langsung rusak akibat teroksidasi.
Lampu pijar terdiri dari dua buah kawat yang saling berhubungan (Contact wire) dan
bagian ujungnya di hubungkan ke sirkuit listrik (Electrical contact). Kawat di hubungkan
ke filamen (filament) yang berbentuk gulungan kumparan. Filamen di letakan di tengah
dan di topang oleh glass mount dengan bantuan kawat penopang (Support wires). Kawat
dan filamen ini di selubungi dengan kaca yang di dalamnya di penuhi dengan gas
bertekanan rendah (inert gas) seperti argon, neon, nitrogen.
Gambar 2. Konstruksi lampu pijar
Prinsip kerja dari lampu pijar tersebut adalah arus listrik akan mengalir dari Electrical
contact menuju filamen dengan melewati kawat penghubung. Akibatnya akan terjadi
pergerakan elektron bebas dari kutub negatif ke kutup positif. Elektron di sepanjang
filamen ini secara konstan akan menabrak atom pada filamen. Energinya akan
mengetarkan atom atau arus listrik memanaskan atom. Ikatan elektron dalam atom-atom
yang bergetar ini akan mendorong atom pada tingkatan tertinggi secara berkala. Saat
energinya kembali ketingkat normal, elektron akan melepaskan energi ekstra dalam
bentuk poton. Atom-atom yang dilepaskan ini dalam bentuk poton-poton sinar infrared
yang tidak mungkin dilihat oleh mata manusia. Tetapi bila dipanaskan sampai temperatur
2.200 derajat Celcius, cahaya yang dipancarkan dapat kita lihat seperti halnya bola lampu
pijar yang sering kita pakai sehari-hari..
Lampu TL (Tubular Lamp)
Lampu tabung atau lampu TL (Tubular lamp) yaitu jenis lampu pelepasan gas berbentuk
tabung, berisi uap raksa bertekanan rendah. Radiasi ultraviolet yang ditimbulkan oleh ion
gas raksa oleh lapisan fosfor dalam tabung akan dipancarkan berupa cahaya tampak
(gejala fluorensensi). Elektroda yang dipasang pada ujung-ujung tabung berupa kawat
lilitan pijar dan akan menyala bila dialiri listrik.
Rangkaian lampu TL menggunakan ballast transformer sangat sederhana seperti terlihat
pada gambar skema lampu TL diatas diatas. Rangkaian lampu TL diatas terdiri dari
ballast traformer, lampu TL dan starter lampu TL. Skema lampu TL diatas dapat
digunakan untuk lampu TL dengan daya sesuai transformer ballast yang digunakan.
Gambar 3. Rangkaian Lampu TL
Ketika tegangan AC 220 volt di hubungkan ke satu set lampu TL maka tegangan
diujung-ujung starter sudah cukup utuk menyebabkan gas neon didalam tabung starter
untuk panas (terionisasi) sehingga menyebabkan starter yang kondisi normalnya adalah
normally open ini akan ‘closed’ sehingga gas neon di dalamnya dingin (deionisasi) dan
dalam kondisi starter ‘closed’ ini terdapat aliran arus yang memanaskan filamen tabung
lampu TL sehingga gas yang terdapat didalam tabung lampu TL ini terionisasi. Pada saat
gas neon di dalam tabung starter sudah cukup dingin maka bimetal di dalam tabung
starter tersebut akan ‘open’ kembali sehingga ballast akan menghasilkan spike tegangan
tinggi yang akan menyebabkan terdapat lompatan elektron dari kedua elektroda dan
memendarkan lapisan fluorescent pada tabung lampu TL tersebut. Perstiwa ini akan
berulang ketika gas di dalam tabung lampu TL tidak terionisasi penuh sehingga tidak
terdapat cukup arus yang melewati filamen lampu neon tersebut. Lampu neon akan
tampak berkedip. Selain itu jika tegangang induksi dari ballast tidak cukup besar maka
walaupun tabung neon TL tersebut sudah terionisasi penuh tetap tidak akan menyebabkan
lompatan elektron dari salah satu elektroda tersebut.
3. PERALATAN
1) Lampu Pijar
2) Lampu TL
3) Watt Meter
4) Multimeter
5) Kabel penghubung secukupnya.
4. LANGKAH PERCOBAAN
A. Pengukuran Daya Lampu Pijar
1. Siapkan peralatan yang diperlukan.
2. Set Watt meter pada batas skala Ampere dan Voltage terbesar yang dapat terukur sebagai
langkah aman dalam menggukan watt meter.
3. Kemudian susun dan hubungkan peralatan seperti gambar dibawah ini :
4. Lihat besarnya
terukur
defleksi
oleh
watt
yang
meter.
Bila belum terlihat defleksi dalam keadaan lampu pijar menyala, maka set selector A dan
V pada batas skala yang lebih kecil dari sebelumnya hingga watt meter menunjukan
defleksi.
5. Hitung besarnya daya yang terukur dengan rumus :
P=Deflection× Ampere range ( A ) × voltage range (V )
6. Lakukan pengukuran tegangan dan arus dengan menggunakan multimeter. Susun
peralatan seperti gambar dibawah ini :
7. Catat hasil pengukuran arus dan
Kemudian
terukur.
hitung
daya
dari
tegangan
tersebut.
tegangan dan arus yang
8. Bandingkan hasil pengukuran daya dengan watt meter dengan menggunakan multimeter.
B. Pengukuran Daya Lampu TL
1. Siapkan peralatan yang diperlukan.
2. Set Watt meter pada batas skala Ampere dan Voltage terbesar yang dapat terukur
sebagai langkah aman dalam menggukan watt meter.
3. Kemudian susun dan hubungkan peralatan seperti gambar dibawah ini :
4. Ulangi langkah 4 sampai 8 pada bagian A.
5. HASIL PENGUKURAN DAN ANALISA
Tabel 1. Hasil Pengukuran Daya Lampu Pijar dan Lampu TL
Titik Pengukuran
Daya dengan Watt meter
Tegangan dengan Multimeter
Arus dengan Multimeter
Perhitungan Daya (S)
Lampu Pijar
21 Watt
214.76 V
0.097 A
20.83 VA
Lampu TL
12 Watt
213.9 V
0.14 A
30 VA
Perhitungan :
Daya (P) Lampu pijar = Deflection× Ampere range ( A ) × voltage range ( V )
¿ 0.42× 0.1 ×500=21Watt
Daya (P) Lampu TL = Deflection× Ampere range ( A ) × voltage range ( V )
¿ 0.14 × 0.2×500=14 Watt
Daya (S) Lampu pijar = Arus ( I ) ×Tegangan ( V )
¿ 0.0 97 ×2 14.76=20.83VA
Daya (S) Lampu TL = Arus ( I ) ×Tegangan ( V )
¿ 0.14 ×213.9=30 VA
Dari hasil perhitungan dan pengukuran diatas terlihat beberapa perbedaan nilai daya dari
lampu pijar dan lampu TL. Pada lampu pijar, besarnya daya nyata (P) yang terukur dan besarnya
daya semu (S) yang dihasilkan dari perhitungan dapat dikatakan memiliki nilai yang hampir
sama yaitu 15 Watt. Hal ini dikarenakan lampu pijar merupakan beban yang bersifat resisitif
murni sehingga beda phasa antara arus dan tegangan adalah 0º.
Lain halnya dengan lampu TL. Antara hasil pengukuran daya nyata (P) dengan watt meter
dan perhitungan daya semu (S) memiliki nilai yang berbeda. Artinya terdapat perbedaan phasa
antara tegangan dan arus yang terukur karena lampu TL memiliki komponen yang bersifat
induktif yaitu trafo ballast. Besarnya nilai induktansi dan perbedaan phasa dari lampu TL ini
dapat diketahui dengan perhitungan sebagai berikut :
P=cos φ . S
P 12
cos φ= = =0.4
S 30
φ=¿ 0.4
cos ¿
−1
φ=cos 0.4=66.42°
; Tegangan mendahului arus sebesar 66.42°
Daya Reaktif (Q) ¿ √ S 2+ P 2=√ 30 2+122 =32.31 VAR
2
V
Daya Reaktif (Q) ¿
XL
2
XL=
2
V 213.9
=
=1 664.358 Ω
Q 27.49
XL= jωL
L=
XL 1664.358
=
=5.297 H
ω
2 π ×50
Untuk membuktikan beban bersifat induktif maka lakukan perhitungan terhadap besarnya
kapasitansi saat rangkaian beresonansi :
XL= XC
XC =
C=
1
jωC
1
1
−6
=
=1.912 ×10 F
jωXC 2 π ×50 ×1664.358
Besarnya nilai kapasitansi tidak lebih besar dari nilai induktansi sehingga beban tersebut (lampu
TL) bersifat induktif.
6. KESIMPULAN
Lampu Pijar dan Lampu TL
Pemeliharaan Perangkat Telekomunikasi
Kelompok
:2
Anggota
: Lingga Ramadhan (131331052)
Rd. R. Deanaz Hardiyanti (131331056)
Rekananda Abdul Majid (131331057)
Surya Utami (131331061)
Tria Rahmatul Fazry (131331062)
Vina Yunanda (131331063)
Zayyan Najibulloh Sukma (131331064)
Kelas
: 2 Telekomunikasi B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
Pengukuran Daya Pada Lampu Pijar dan Lampu TL
1. TUJUAN
Mahasiswa memahami konsep daya listrik
Mahasiswa mampu menggunakan alat ukur Watt meter dan Multimeter.
Mampu mengukur dan menghitung parameter arus, tegangan dan daya pada lampu pijar
dan lampu TL.
Mahasiswa mampu menganalisa hasil pengukuran berdasarkan teori yang diberikan.
2. PENDAHULUAN
1. DayaAktif
Energi yang disipasi atau dihamburkan oleh beban disebut sebagai daya aktif. Daya
aktif dilambangkan oleh huruf P dan diukur dalam satuan W (Watt). Daya Aktif (Active
Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energy sebenarnya. Satuan daya
aktif adalah Watt. Misalnya energy panas, cahaya, mekanik, dan lain-lain.Daya inilah
yang dibayar oleh pelanggan setelah menggunakan listrik dari PLN.
P = V.I.cos φ
Dimana,
P = nilai daya nyata (W)
V = nilai tegangan (V)
I = nilai arus (A)
cos φ = factor daya
2. Daya Reaktif
Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet.
Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluksme dan magnet. Contoh
daya yang menimbulkan daya reaktif adalah transformator, motor, lampu pijar, dan lainlain.Satuan daya reaktif adalah VAR (Volt-Ampere-Reaktif).
Q = V.I.Sin φ
Q = Nilaidayareaktif (VAR)
V = Nilaitegangan (V)
I = Nilaiarus (A)
Sin φ = Besar vector daya
3. Daya Semu (S)
Energi total dalam rangkaian arus bolak-balik, baik dihamburkan, diserap, atau pun
yang kembali disebut daya semu. Daya semu dilambangkan dengan huruf S dan diukur
dalam satuan VA (Volts-Ampere).
S = √P2 + √Q2
SEGITIGA DAYA
Segitiga daya merupakan segitiga yang menggambarkan hubungan matematika antara
tipe-tipe daya yang berbeda berdasarkan prinsip trigonometri.
P = V.I.cos φ
Q = V.I.Sin φ
S = √P2 + √Q2
Gambar Segitiga Daya
Macam – macam lampu yang digunakan
Lampu Pijar
Bola lampu, atau lebih dikenal dengan lampu pijar (bohlam) adalah sumber cahaya
buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian
memanas dan menghasilkan foton. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut
menghalangi oksigen di udara berhubungan dengannya, sehingga filamen tidak akan
langsung rusak akibat teroksidasi.
Lampu pijar terdiri dari dua buah kawat yang saling berhubungan (Contact wire) dan
bagian ujungnya di hubungkan ke sirkuit listrik (Electrical contact). Kawat di hubungkan
ke filamen (filament) yang berbentuk gulungan kumparan. Filamen di letakan di tengah
dan di topang oleh glass mount dengan bantuan kawat penopang (Support wires). Kawat
dan filamen ini di selubungi dengan kaca yang di dalamnya di penuhi dengan gas
bertekanan rendah (inert gas) seperti argon, neon, nitrogen.
Gambar 2. Konstruksi lampu pijar
Prinsip kerja dari lampu pijar tersebut adalah arus listrik akan mengalir dari Electrical
contact menuju filamen dengan melewati kawat penghubung. Akibatnya akan terjadi
pergerakan elektron bebas dari kutub negatif ke kutup positif. Elektron di sepanjang
filamen ini secara konstan akan menabrak atom pada filamen. Energinya akan
mengetarkan atom atau arus listrik memanaskan atom. Ikatan elektron dalam atom-atom
yang bergetar ini akan mendorong atom pada tingkatan tertinggi secara berkala. Saat
energinya kembali ketingkat normal, elektron akan melepaskan energi ekstra dalam
bentuk poton. Atom-atom yang dilepaskan ini dalam bentuk poton-poton sinar infrared
yang tidak mungkin dilihat oleh mata manusia. Tetapi bila dipanaskan sampai temperatur
2.200 derajat Celcius, cahaya yang dipancarkan dapat kita lihat seperti halnya bola lampu
pijar yang sering kita pakai sehari-hari..
Lampu TL (Tubular Lamp)
Lampu tabung atau lampu TL (Tubular lamp) yaitu jenis lampu pelepasan gas berbentuk
tabung, berisi uap raksa bertekanan rendah. Radiasi ultraviolet yang ditimbulkan oleh ion
gas raksa oleh lapisan fosfor dalam tabung akan dipancarkan berupa cahaya tampak
(gejala fluorensensi). Elektroda yang dipasang pada ujung-ujung tabung berupa kawat
lilitan pijar dan akan menyala bila dialiri listrik.
Rangkaian lampu TL menggunakan ballast transformer sangat sederhana seperti terlihat
pada gambar skema lampu TL diatas diatas. Rangkaian lampu TL diatas terdiri dari
ballast traformer, lampu TL dan starter lampu TL. Skema lampu TL diatas dapat
digunakan untuk lampu TL dengan daya sesuai transformer ballast yang digunakan.
Gambar 3. Rangkaian Lampu TL
Ketika tegangan AC 220 volt di hubungkan ke satu set lampu TL maka tegangan
diujung-ujung starter sudah cukup utuk menyebabkan gas neon didalam tabung starter
untuk panas (terionisasi) sehingga menyebabkan starter yang kondisi normalnya adalah
normally open ini akan ‘closed’ sehingga gas neon di dalamnya dingin (deionisasi) dan
dalam kondisi starter ‘closed’ ini terdapat aliran arus yang memanaskan filamen tabung
lampu TL sehingga gas yang terdapat didalam tabung lampu TL ini terionisasi. Pada saat
gas neon di dalam tabung starter sudah cukup dingin maka bimetal di dalam tabung
starter tersebut akan ‘open’ kembali sehingga ballast akan menghasilkan spike tegangan
tinggi yang akan menyebabkan terdapat lompatan elektron dari kedua elektroda dan
memendarkan lapisan fluorescent pada tabung lampu TL tersebut. Perstiwa ini akan
berulang ketika gas di dalam tabung lampu TL tidak terionisasi penuh sehingga tidak
terdapat cukup arus yang melewati filamen lampu neon tersebut. Lampu neon akan
tampak berkedip. Selain itu jika tegangang induksi dari ballast tidak cukup besar maka
walaupun tabung neon TL tersebut sudah terionisasi penuh tetap tidak akan menyebabkan
lompatan elektron dari salah satu elektroda tersebut.
3. PERALATAN
1) Lampu Pijar
2) Lampu TL
3) Watt Meter
4) Multimeter
5) Kabel penghubung secukupnya.
4. LANGKAH PERCOBAAN
A. Pengukuran Daya Lampu Pijar
1. Siapkan peralatan yang diperlukan.
2. Set Watt meter pada batas skala Ampere dan Voltage terbesar yang dapat terukur sebagai
langkah aman dalam menggukan watt meter.
3. Kemudian susun dan hubungkan peralatan seperti gambar dibawah ini :
4. Lihat besarnya
terukur
defleksi
oleh
watt
yang
meter.
Bila belum terlihat defleksi dalam keadaan lampu pijar menyala, maka set selector A dan
V pada batas skala yang lebih kecil dari sebelumnya hingga watt meter menunjukan
defleksi.
5. Hitung besarnya daya yang terukur dengan rumus :
P=Deflection× Ampere range ( A ) × voltage range (V )
6. Lakukan pengukuran tegangan dan arus dengan menggunakan multimeter. Susun
peralatan seperti gambar dibawah ini :
7. Catat hasil pengukuran arus dan
Kemudian
terukur.
hitung
daya
dari
tegangan
tersebut.
tegangan dan arus yang
8. Bandingkan hasil pengukuran daya dengan watt meter dengan menggunakan multimeter.
B. Pengukuran Daya Lampu TL
1. Siapkan peralatan yang diperlukan.
2. Set Watt meter pada batas skala Ampere dan Voltage terbesar yang dapat terukur
sebagai langkah aman dalam menggukan watt meter.
3. Kemudian susun dan hubungkan peralatan seperti gambar dibawah ini :
4. Ulangi langkah 4 sampai 8 pada bagian A.
5. HASIL PENGUKURAN DAN ANALISA
Tabel 1. Hasil Pengukuran Daya Lampu Pijar dan Lampu TL
Titik Pengukuran
Daya dengan Watt meter
Tegangan dengan Multimeter
Arus dengan Multimeter
Perhitungan Daya (S)
Lampu Pijar
21 Watt
214.76 V
0.097 A
20.83 VA
Lampu TL
12 Watt
213.9 V
0.14 A
30 VA
Perhitungan :
Daya (P) Lampu pijar = Deflection× Ampere range ( A ) × voltage range ( V )
¿ 0.42× 0.1 ×500=21Watt
Daya (P) Lampu TL = Deflection× Ampere range ( A ) × voltage range ( V )
¿ 0.14 × 0.2×500=14 Watt
Daya (S) Lampu pijar = Arus ( I ) ×Tegangan ( V )
¿ 0.0 97 ×2 14.76=20.83VA
Daya (S) Lampu TL = Arus ( I ) ×Tegangan ( V )
¿ 0.14 ×213.9=30 VA
Dari hasil perhitungan dan pengukuran diatas terlihat beberapa perbedaan nilai daya dari
lampu pijar dan lampu TL. Pada lampu pijar, besarnya daya nyata (P) yang terukur dan besarnya
daya semu (S) yang dihasilkan dari perhitungan dapat dikatakan memiliki nilai yang hampir
sama yaitu 15 Watt. Hal ini dikarenakan lampu pijar merupakan beban yang bersifat resisitif
murni sehingga beda phasa antara arus dan tegangan adalah 0º.
Lain halnya dengan lampu TL. Antara hasil pengukuran daya nyata (P) dengan watt meter
dan perhitungan daya semu (S) memiliki nilai yang berbeda. Artinya terdapat perbedaan phasa
antara tegangan dan arus yang terukur karena lampu TL memiliki komponen yang bersifat
induktif yaitu trafo ballast. Besarnya nilai induktansi dan perbedaan phasa dari lampu TL ini
dapat diketahui dengan perhitungan sebagai berikut :
P=cos φ . S
P 12
cos φ= = =0.4
S 30
φ=¿ 0.4
cos ¿
−1
φ=cos 0.4=66.42°
; Tegangan mendahului arus sebesar 66.42°
Daya Reaktif (Q) ¿ √ S 2+ P 2=√ 30 2+122 =32.31 VAR
2
V
Daya Reaktif (Q) ¿
XL
2
XL=
2
V 213.9
=
=1 664.358 Ω
Q 27.49
XL= jωL
L=
XL 1664.358
=
=5.297 H
ω
2 π ×50
Untuk membuktikan beban bersifat induktif maka lakukan perhitungan terhadap besarnya
kapasitansi saat rangkaian beresonansi :
XL= XC
XC =
C=
1
jωC
1
1
−6
=
=1.912 ×10 F
jωXC 2 π ×50 ×1664.358
Besarnya nilai kapasitansi tidak lebih besar dari nilai induktansi sehingga beban tersebut (lampu
TL) bersifat induktif.
6. KESIMPULAN