ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN

ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN

JILID 2

SMK

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan

Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah

Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional Dilindungi Undang-undang

ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN

JILID 2

Untuk SMK

Penulis

: Sri Waluyanti

Djoko Santoso Slamet Umi Rochayati

Perancang Kulit

: TIM

Ukuran Buku

: 17,6 x 25 cm

WAL WALUYANTI, Sri a Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 2 untuk SMK oleh

Sri Waluyanti, Djoko Santoso, Slamet, Umi Rochayati ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

vii, 233 hlm Daftar Pustaka : Lampiran. A

Glosarium

: Lampiran. D

ISBN

: 978-602-8320-11-5

ISBN

: 978-602-8320-13-9

Diterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah

Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2008

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK. Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.

Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45 Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK.

Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, 17 Agustus 2008 Direktur Pembinaan SMK

KATA PENGANTAR PENULIS

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kahadlirat Allah s.w.t. atas segala rahmat dan kuruniaNya hingga penyusunan buku kejuruan SMK Alat Ukur dan Teknik Pengukuran ini dapat terselesaikan.

Buku ini disusun dari tingkat pemahaman dasar besaran listrik, jenis-jenis alat ukur sederhana hingga aplikasi lanjut yang merupakan gabungan antar disiplin ilmu. Untuk alat ukur yang wajib dan banyak digunakan oleh orang yang berkecimpung maupun yang mempunyai ketertarikan bidang elektronika di bahas secara detail, dari pengertian, cara kerja alat, langkah keamanan penggunaan, cara menggunakan, perawatan dan perbaikan sederhana. Sedangkan untuk aplikasi lanjut pembahasan dititik beratkan bagaimana memaknai hasil pengukuran. Penyusunan ini terselesaikan tidak lepas dari dukungan beberapa pihak, dalam kesempatan ini tak lupa kami sampaikan rasa terimakasih kami kepada :

1. Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Ditjen Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Deparmeten Pendidikan Nasional yang telah memberi kepercayaan pada kami

2. Kesubdit Pembelajaran Direktorat Pembinaan SMK beserta staff yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan dan dukungan hingga terselesaikannya penulisan buku.

3. Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta beserta staff yang telah membantu kelancaran administrasi

4. Ketua Jurusan beserta staff Pendidikan Teknik Elektronika FT-UNY atas fasilitas dan dukungannya hingga terselesaikannya tugas ini.

5. Teman-teman sesama penulis buku kejuruan SMK di lingkungan FT- UNY atas kerjasama, motivasi, pengertian dan dukungan kelancaran pelaksanaan.

6. Para teknisi dan staff pengajaran yang memberi kelonggaran penggunaan laboratorium dan kelancaran informasi.

7. Dan orang yang selalu ada di hati dan di samping penulis dengan segala pengertian, dukungan semangat dan motivasi hingga terselesaikannya penyusunan buku ini.

Tak ada yang sempurna kecuali Dia yang memiliki segala puji. Oleh karena itu masukan dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan penulisan ini, atas saran dan masukannya diucapkan banyak terimakasih.

Tim penyusun,

DAFTAR ISI

Halaman

KATA SAMBUTAN

iii

KATA PENGANTAR

iv

DAFTAR ISI v

1. PENDAHULUAN

1.1. Parameter Alat Ukur

1.2. Kesalahan Ukur

1.3. Klasifikasi Kelas Meter

1.5. Macam-macam Alat Ukur Penunjuk Listrik

1.6. Peraga Hasil Pengukuran

2. MULTIMETER

2.1. Multimeter Dasar

2.4. Multimeter Elektronik Analog

2.5. Multimeter Elektronik Digital

3. LCR METER

3.1. Prinsip Dasar Pengukuran Komponen LCR

3.2. LCR meter model 740

3.3. Pembacaan Nilai Pengukuran

3.4. Pengukuran Resistansi DC Dengan Sumber Luar

3.5. Pengukuran resistansi DC

4. PENGUKURAN DAYA

4.1. Pengukuran Daya Rangkaian DC

4.2. Pengukuran Daya Rangkaian AC

4.4. Error Wattmeter

4.5. Watt Jam meter

4.6. Meter Solid States

4.7. Wattmeter AMR

4.8. Kasus Implementasi Lapangan

4.9. Faktor Daya

4.10. Metode Menentukan Urutan Fasa

5. PENGUJI TAHANAN ISOLASI DAN KUAT MEDAN

5.1. Pengujian Tahanan Isolasi

5.2. Tahanan Pentanahan (Earth Ground Resistance)

5.3. Pengukuran Medan

6. PEMBANGKIT SINYAL

6.1. Fungsi Generator

6.2. Pembangkit Frekuensi Radio

6.3. Pembangkit Pulsa

6.4. Sweep Marker Generator

7.2. Operasi Dasar CRO

7.3. Jenis-Jenis Osiloskop

7.4. Osiloskop Digital

7.5. Spesifikasi Osiloskop

7.6. Pengukuran Dengan Osikoskop

7.7.1. MSO Sumbu XYZ Aplikasi Pada Pengujian Otomotif

7.7.2. Mixed Signal Oscilloscope

7.7.3. Osiloskop Digital Pospor (Digital Phospor Osciloscope /

DPO)

7.7.4. Arsitektur Pemrosesan Paralel

7.7.5. Mudah Penggunaan

7.8. Pengoperasian Osiloskop

8. FREKUENSI METER

8.1. Frekuensi Meter Analog .

8.2. Frekuensi Meter Digital

8.3. Metode Pengukuran

8.4. Kesalahan pengukuran

9. PENGANALISA SPEKTRUM

9.1. Pengantar dan Sejarah Perkembangan Spektrum Analiser 379

9.2. Jenis-jenis Penganalisa Spektrum

9.3. Dasar Analisa Spektrum Waktu Riil

9.4. Aplikasi Dalam Penggunaan

10. PEMBANGKIT POLA

10.1. Latar Belakang Sejarah

10.2. Sinyal Pengetesan

10.3. Pola Standar

10.4. Pola Pengetesan Batang Untuk Pengecekan Lapisan

10.5. Pengembangan Pola

10.6. Pembangkit Pola

11.MESIN TESTER

11.1. Pengantar

11.2. Elektronik Pengetesan Fungsi Otomotif Menggunakan

Sistem Komponen

11.3. Aplikasi

11.3. Rupa rupa Penguji Mesin

11.4. Penganalisa Gas

12. SISTEM POSISI GLOBAL (GPS)

12.1. Pengantar Teknologi GPS

12.2. Cara Bekerja GPS

12.3. Differential GPS (DGPS)

12.4. Petunjuk Pengoperasian GPS Maestro 4050

13. PERALATAN ELEKTRONIKA KEDOKTERAN

13.1.1 MRI (Magnetic Resonance Imaging) 567

13.1.2. Mesin MRI

13.1.3. MRI Masa depan

13.2.1. Pengertian CT SCAN

13.2.2. Mesin Sinar X

13.2.3. Ide Dasar Computerized Axial Tomography (CAT) 588

13.2.4. Prosedur Scanning 589

13.3.1. Diagnosis Medis Penggambaran Sonography 595

13.3.2. Aplikasi Diagnostik 597

13.3.3. Metoda Sonography 602

13.3.4. Perbedaan Jenis Ultrasonik 607

13.3.5. Prosedur Pengujian Dengan Ultrasonik 609

13.4. Penggambaran Kedokteran Nuklir 610

13.4.1. Prosedur Pengujian 612

13.4.2. Prosedur Pelaksanaan 614

13.4.3. Resiko 622

13.4.4. Keterbatas Tomograpi Emisi Positron 622

13.4.5. Teknik Cardiosvascular Imaging 623

13.4.6. Scanning Tulang 623

LAMPIRAN

A. DAFTAR PUSTAKA

D. GLOSARIUM

BAB 4

PENGUKURAN DAYA

Tujuan Pokok Bahasan

pengukuran membekali kemapuan :

Pembahasan ini bertujuan 1. Metoda

daya

1. Mendiskripsikan jenis dan

2. Jenis-jenis wattmeter prinsip pengukuran daya

dan cara penggunaan

2. Menggunakan wattmeter

3. Prinsip kerja wattmeter sebagai alat ukur daya

jam (WH)

3. Menjelaskan prinsip kerja 4. Kasus aplikasi lapangan wattjam meter

wattmeter jam (WH).

4. Memprediksi

beaya

pemakain listrik.

4.1. Pengukuran Daya Rangkaian DC

Daya arus searah dapat diukur gambar 4-1. Dalam hal ini penting dengan alat pengukur volt dan alat

untuk diperhitungkan kerugian- pengukur amper, yang kerugian daya yang terjadi, olah dihubungkan seperti terlihat pada

adanya alat-alat pengukuran.

Gambar 4-1. Pengukuran daya dengan memakai voltmeter dan ampermeter .

Keterangan :

V : voltmeter A : Ampermeter

Misalkan, bila beban adalah R, R a . Tegangan pada voltmeter tegangan beban adalah V dan adalah V v dan arus pada arus beban adalah I, sedangkan ampermeter adalah I a . Dengan voltmeter dan ampermeter mempergunakan rangkaian pada mempunyai tahanan dalam R v dan

gambar 4-1, akan didapatkan :

Maka daya yang akan diukur adalah :

Dengan cara yang sama, pada gambar 4-1b diperoleh :

Pada gambar (1b), bila dimisalkan ltmeter menunjukkan 100 V, dan tahanan dalam dari voltmeter ampermeter menunjukkan 5 A, adalah 10 K Ώ, sedangkan v

maka daya pada beban adalah :

100 x 5 − ( 100 / 10 ) = 499 W

Ada dua cara penyambungan voltmeter tidak hanya mengukur pengukuran daya dengan tegangan V L yang ada di beban menggunakan voltmeter dan tetapi juga mengukur tegangan ampermeter seperti ditunjukkan yang drop di Ampermeter. Jika Ra pada gambar 1 diatas. Pada merupakan tahanan dari gambar (a) Ampermeter terhubung

Ampermeter, drop tegangan antara beban dan Voltmeter. Maka

Konsumsi daya beban :

Pada gambar (b) Voltmeter yang melewati beban tetapi juga terhubung antara beban dengan arus yang melewati voltmeter. Ampermeter. Maka ampermeter Arus yang melalui voltmeter tidak hanya menunjukkan arus

dimana Rv = tahanan dalam voltmeter.

Konsumsi daya beban ⎛ 2 V ⎞ V

= V I L = V ( I − I V ) = V ⎜⎜ I − ⎟⎟ = V I −

R V Dalam kedua kasus, daya yang kondisi normal nilai kerugian daya

ditunjukkan oleh instrumen sama pada alat ukur cukup kecil bila dengan konsumsi daya pada dibandingkan dengan daya beban. beban ditambah konsumsi alat Bagaimanapun juga ampermeter ukur daya.

dan voltmeter akan membebani Untuk memperoleh besarnya daya

rangkaian yang dapat pada , perlu dilakukan koreksi menyebabkan kesalahan dalam pada kerugian daya yang pengukuran daya disebabkan oleh alat ukur. Dalam

4.2. Pengukuran Daya Rangkaian AC

Dalam arus bolak-balik daya yang ratanya. Jika sedang dalam ada setiap saat berubah sesuai

kondisi steady state, daya yang dengan waktu. Daya dalam arus

ada pada saat itu dirumuskan P bolak-balik merupakan daya rata-

= V I.

Dimana P = merupakan harga daya saat itu,

V = tegangan

I = arus.

Jika sinyalnya adalah sinusoidal, tegangan dalam fasanya dengan maka arus akan tertinggal dengan

sudut ϕ , kemudian:

v = V m Sin ω t

i = I m Sin ( ω t − ϕ )

Maka besarnya daya adalah sebagai berikut :

P = V I = V m I m Sin ω t Sin ( ω t − ϕ )

Jika θ = ω t

sehingga diperoleh

P = V m I m Sin θ Sin ( θ − ϕ )

[ Cos ϕ − Cos ( 2 θ − ϕ ) ]

Daya rata-rata untuk tiap periode adalah :

Cos ϕ

= V I Cos ϕ

Dimana V dan I merupakan harga besarnya daya dalam sirkit AC, ini rms dari tegangan dan arus. Cos

berarti bahwa wattmeter harus digunakan dalam pengukuran ϕ merupakan faktor daya dari beban. Dari hasil yang diperoleh daya dalam sirkuit AC sebagai didapatkan bahwa faktor daya (cos

pengganti Ampermeter dan φ) berpengaruh dalam penentuan Voltmeter

4.2.1 Metoda tiga Voltmeter dan metode tiga Ampermeter

Daya satu fasa dapat diukur Gambar 4-2 memperlihatkan dengan menggunakan tiga pengukuran daya dengan Voltmeter atau tiga Ampermeter. menggunakan metode tersebut.

V 1 I 2 =V/R

V2=IR

Gambar 4-2. Pengukuran daya metoda tiga voltmeter dan tiga

ampermeter

Dalam metoda tiga Voltmeter, menunjukkan V1, V2 dan V3, masing-masing alat pengukur volt

maka:

3 = V 1 + V 2 + 2 V 1 V 2 Cos ϕ

⎛ V 2 ⎞ W = V 1 I Cos ϕ = V 1 ⎜ ⎟ Cos ϕ

Dalam menggunakan metode tiga pengukur amper menunjukkan I 1 ,

Ampermeter, masing-masing alat I 2 ,I 3 maka:

3 = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 Cos ϕ

W = V I 1 Cos ϕ = I 2 R I 1 Cos ϕ

4.3. Wattmeter

Wattmeter digunakan untuk Elektrodinamometer, Induksi dan mengukur daya listrik searah (DC)

Thermokopel. Jika ditinjau dari maupun bolak-balik (AC). Ada 3

fasanya ada 2 yaitu wattmeter satu tipe Wattmeter yaitu fasa dan wattmeter tiga fasa. kumparan tetap yang disebut

kumparan arus dan kumparan Elektrodinamometer dipakai berputar yang disebut dengan secara luas dalam pengukuran kumparan tegangan, sedangkan

4.3.1. Wattmeter satu fasa

daya, wattmeter tipe alat penunjuknya akan berputar Elektrodinamometer dapat dipakai

melalui suatu sudut, yang untuk mengukur daya searah (DC)

berbanding lurus dengan hasil maupun daya bolak-balik (AC) perkalian dari arus-arus yang untuk setiap bentuk gelombang melalui kumparan-kumparan tegangan dan arus dan tidak tersebut. Gambar 4-3 terbatas pada gelombang sinus menunjukkan susunan wattmeter saja. Wattmeter tipe satu fasa. elektrodinamometer terdiri dari satu pasang kumparan yaitu

Kumparan kompensasi dibagian dalam kumparan arus

Kumparan arus Kumparan

tegangan

R beban

Jala-jala

Kumparan arus

Gambar 4- 3. Wattmeter satu fasa

Arus sesaat didalam kumparan kumparan tegangan beserta yang berputar (kumparan tahanan serinya. Defleksi tegangan) adalah Ip, besarnya kumparan putar sebanding dengan Ip=e/Rp dimana e adalah perkalian Ic dan Ip , defleksi rata- tegangan sesaat pada jala - jala rata selama satu perioda dapat dan Rp adalah tahanan total dituliskan :

rata − rata = K I c I p 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 menggunakan nilai Ip = e/Rp Ic sama dengan arus beban I didapatkan : (secara aktual Ic = Ip + I) dan

rata − rata = K I dt = K e I dt () *

Menurut definisi, daya rata-rata didalam suatu rangkaian adalah :

P rata − rata = e I dt

Elektrodinamometer yang rata. Jika φ dan I adalah besaran dihubungkan dalam konfigurasi sinus dengan bentuk e = Em sin wt gambar 4-3 mempunyai defleksi dan I = Im sin (wt + φ) maka yang sebanding dengan daya rata-

persamaan (*) berubah menjadi :

rata − rata = K E I Cos ϕ rata − rata = K E I Cos ϕ

terkompensasi. Kumparan arus terdiri dari dua kumparan, masing- masing 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.

4.3.2. 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 4-4 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

V AC ,V CB ,V BA dan arus tiga fasa

I AC ,I CB dan I BA . Beban yang dihubungkan secara delta dan dihubungkan secara induktif dan arus fasa ketinggalan dari tegangan fasa sebesar sudut θ.

Wattmeter 1

Kumparan arus

R Kumparan tegangan

Kumparan arus

R beban

Kumparan arus

Kumparan arus

Kumparan tegangan

Gambar 4-4. Metode ARON Wattmeter 2

Gambar 4-4 Konfigurasi Wattmeter

Kumparan arus wattmeter 1 antara I B’B yang merupakan membawa arus antara I A’A yang penjumlahan vektor dari arus-arus

merupakan penjumlahan vektor fasa I BA dan I AC , sedang tegangan

pada kumparan tegangannya Kumparan potensial wattmeter 1 adalah tegangan antara V BC . dihubungkan ke tegangan antara Karena beban adalah setimbang,

dan arus-arus fasa I AC dan I AB .

V AC . Dengan cara sama kumparan tegangan fasa dan arus-arus fasa arus wattmeter 2 membawa arus

sama besarnya dan dituliskan :

V AC =V BC = V dan I AC =I CB =I BA =I

Daya dinyatakan oleh arus dan tegangan masing-masing wattmeter adalah:

W 1 =V AC .I A’A Cos (30°- θ) = VI Cos (30°-θ) W 2 =V BC .I B’B Cos (30°+ θ) = VI Cos (30°+θ)

dan W 1 +W 2 = VI Cos (30°- θ) + VI Cos (30°+θ) = VI Cos 30°Cos θ + Sin 30°Sinθ + Cos30°Cosθ -Sin30°sinθ) = 3 VI Cos θ

Persamaan diatas merupakan tersebut. Dapat ditunjukkan bahwa besarnya daya total dalam sebuah

penjumlahan aljabar dari rangkaian tiga fasa, dan karena itu

pembacaan kedua wattmeter akan kedua wattmeter pada gambar memberikan nilai daya yang benar secara tepat mengukur daya total

untuk setiap kondisi yang tidak untuk setiap kondisi yang tidak

Gambar 4-5. Diagram fasor tegangan tiga fasa V AC ,V CB ,V BA dan arus tiga fasa I AC ,I CB dan I BA .

4.3.3. Pengukuran Daya Reaktif

4.3.4. Konstruksi dan Cara Kerja

Daya reaktif yang disuplai ke

Wattmeter

sebuah rangkaian arus bolak-balik Wattmeter analog terdiri dari 3 tipe sebagai satuan yang disebut VAR

yaitu wattmeter tipe (Volt-Ampere-Reaktif), yang elektrodinamometer, wattmeter memberikan perbedaan antara tipe induksi dan wattmeter tipe daya nyata dan daya oleh thermokopel. komponen reaktif. Merupakan dua fasor E dan I yang menyatakan

4.3.4.1. Wattmeter tipe

tegangan dan arus pada sudut

elektrodinamometer .

fasa θ. Daya nyata adalah Wattmeter tipe perkalian komponen-komponen elektrodinamometer terdiri dari sefasa dari tegangan dan arus satu pasang kumparan yaitu (E.I.cos θ), sedang daya reaktif kumparan yang tetap disebut adalah perkalian komponen-

kumparan arus dan kumparan komponen reaktif yaitu E.I.sin θ

yang berputar disebut dengan atau E.I.cos ( θ - 90°).

kumparan tegangan, sedangkan alat penunjuknya akan berputar melalui suatu sudut, yang kumparan tegangan, sedangkan alat penunjuknya akan berputar melalui suatu sudut, yang

Gambar 4-6. Konstruksi wattmeter elektrodinamometer

Kumparan arus dari Wattmeter line Kumparan tegangan dari dihubungkan secara seri dengan wattmeter dipasang seri dengan rangkaian (beban), dan kumparan

resisitor yang mempunyai nilai tegangan dihubungkan parallel resistansi sangat tinggi. Tujuannya dengan line. Jika arus line adalah untuk membuat rangkaian mengalir melewati kumparan arus

kumparan tegangan dari meter dari wattmeter, maka akan

mempunyai ketelitian tinggi. Jika tegangan dipasangkan ke

membangkitkan medan disekitar kumparan tegangan, arus akan kumparan. Kuat medan ini sebanding dengan tegangan line. sebanding dengan besarnya arus

4.3.4.2. Wattmeter tipe induksi

Seperti alat ukur wattmeter pengukur watt. Untuk elektrodinamometer, alat ukur tipe

memungkinkan hal ini Φ 1 dalam induksi mempunyai pula sepasang

gambar 4-7 didapat dari arus kumparan-kumparan yang bebas beban I dan Φ 2 dari tegangan satu dan lainnya. Susunan ini beban V. Perlu diperhatikan bahwa menghasilkan momen yang Φ 2 akan mempunyai sudut fasa berbanding lurus dengan hasil kali

sebesar 90° terlambat terhadap V. dari arus-arus yang melalui Hubungan antara fasa-fasa kumparan-kumparan tersebut, diperlihatkan dalam gambar 4-8, dengan demikian dapat pula dan menurut persamaan di dapat : dipergunakan sebagai alat

sin

cos

I2 α

I1=I

Gambar 4-7. Gambar 4-8 Diagram vektor wattmeter Diagram vektor wattmeter jenis elektrodinamometer jenis induksi

Untuk mendapatkan Φ 2 kumparan tersebut dapat dianggap mempunyai sudut fasa yang induktansi murni. Dengan keadaan terlambat 90° terhadap V, maka ini maka Φ 2 sebanding dengan jumlah lilitan kumparan dinaikkan V/ ω sehingga didapat : sedemikian rupa, sehingga

ω φ 1 φ 2 sin α = KVI cos ϕ

Dengan cara ini pengukuran daya mempunyai sudut yang lebar, dan dapat dimungkinkan . Alat banyak dipakai dalam panil-panil pengukur watt tipe induksi sering

listrik.

dipergunakan untuk alat ukur yang

4.3.4.3. Wattmeter tipe thermokopel

Alat pengukur watt tipe Konfigurasi alat ukur ini thermokopel merupakan contoh

diperlihatkan dalam gambar 4-9. dari suatu alat pengukur yang

Bila arus-arus berbanding lurus dilengkapi dengan sirkuit terhadap tegangannya, dan arus perkalian yang khusus. beban dinyatakan sebagai

maka akan didapatkan :

i 1 = k 1 v dan i 2 = k 2 i

( i 1 + i 2 )( − i 1 − i 2 ) = 4 i 1 i 2 = 4 k 1 k 2 v i ( i 1 + i 2 )( − i 1 − i 2 ) = 4 i 1 i 2 = 4 k 1 k 2 v i

Thermokopel

Hampa (Vacuum)

T1

i1

i1

mA

T2

i1 - i2

Gambar 4-9 Prinsip wattmeter jenis thermokopel

Harga rata – rata dari hasil perbedaan tegangan tersebut persamaan tersebut diatas, adalah

pada ujung-ujungnya akan dapat sebanding dengan daya beban. diukur melalui suatu alat pengukur

milivolt. Dengan demikian maka arus sekunder dari transformator penunjukan dari alat ukur milivolt T 1 , dan 2i 2 = 2k 2 i adalah arus tersebut akan berbanding dengan

Dalam gambar 4-9, i 1 =k 1 v adalah

daya yang akan diukur. Bila sepasang tabung thermokopel

sekunder dari transformator T 2 .

Alat pengukur watt jenis

dipanaskan dengan arus-arus ( i 1 +

thermokopel ini dipakai untuk

i 2 ) dan ( i 1 - i 2 ), maka gaya listrik pengukuran daya-daya kecil pada secara termis akan digerakkan frekuensi audio. Pada saat ini berbanding lurus kwadrat dari terdapat banyak bentuk dari alat arus-arus, dan akan didapat dari pengukur watt, yang dilengkapi masing-masing thermokopel. Bila dengan sirkit-sirkit kalkulasi kedua thermokopel tersebut khusus, dan berbagai detail dapat dihubungkan secara seri ditemukan pada alat-alat ukur sedemikian rupa sehingga tersebut. polaritasnya terbalik, maka

4.3.4.4. Prinsip Kerja Wattmeter Elektrodinamometer

Wattmeter pada dasarnya dan Voltmeter, untuk itu pada merupakan penggabungan dari Wattmeter pasti terdiri dari dua alat ukur yaitu Amperemeter kumparan arus (kumparan tetap) Wattmeter pada dasarnya dan Voltmeter, untuk itu pada merupakan penggabungan dari Wattmeter pasti terdiri dari dua alat ukur yaitu Amperemeter kumparan arus (kumparan tetap)

beban v, maka momen yang dengan beban dan kumparan menggerakkan alat putar pada alat tegangan dipasang paralel dengan

ukur ini adalah i 1. 2= i Kvi untuk sumber tegangan.

arus searah, dimaka K adalah Apabila alat ukur Wattmeter adalah suatu konstanta, dengan dihubungkan dengan sumber daya

demikian besarnya momen (gambar 4-10), arus yang melalui

berbanding lurus dengan daya

kumparan tetapnya adalah i 1 ,

pada beban VI .

serta arus yang melalui kumparan

Untuk jaringan arus bolak balik maka :

i 1 i 2 = Kvi = KVI [ cos ϕ − cos ( 2 ω t − ϕ ) ]

V = V m sin ω t

Yang didapat dengan asumsi bahwa :

i = I m sin ( ω t − ϕ )

i1 F1 F2 i i1 F1 F2 i

i2

i2

Beban Sumber Daya

Sumber Daya

Beban

Gambar. 4-10. Rangkaian wattmeter jenis elektrodinamometer

dan i 2 adalah sefasa dengan V, penunjukan dari alat ukut maka penunjukan akan Wattmeter tipe elektrodinamik berbanding dengan VI cos φ, akan berbanding lurus dengan yang sama dengan daya yang daya beban.Gambar 4-11. dipakai oleh beban. Jadi dengan menunjukkan beberapa variasi demikian untuk arus searah penyambungan alat ukur maupun untuk arus bolak-balik wattmeter tergantung dengan dapat dikatakan bahwa sistem yang dipilih.

Gambar 4-11. Variasi penyambungan wattmeter.

Salah satu tipe wattmeter Konstruksi wattmeter tipe Portable elektrodinamometer adalah tipe Single Phase ditunjukkan pada Portable Single Phase wattmeter.

gambar 4-12. dan hubungan Alat ukur ini dapat dirancang untuk

internal dari alat ukur ditunjukan mengukur DC dan AC (25 ~ 1000

pada gambar 4-13. Hz) dengan akurasi tinggi.

Gambar 4-12. Konstruksi wattmeter tipe Portable Single Phase

Seperti ditunjukkan pada gambar diberi tanda (±), dan terminal 4-12, alat ukur wattmeter ini

tegangan yang lain dikemas dalam kotak bakelite yang

mengindikasikan ukuran kuat. Bagian-bagian external dari

tegangan terukur. wattmeter dijelaskan sebagai (6) Terminal arus : Salah satu berikut :

terminal diberi tanda (±) (1) Jarum penunjuk

untuk menunjukkan bahwa (2) Kaca : dfungsikan untuk

terminal ini dihubungkan

mengeliminir kesalahan dengan terminal common parallax dalam pembacaan.

tegangan, dan terminal arus (3) Pengatur Nol (Zero) :

yang lain mengindikasikan digunakan untuk mengatur

ukuran arus terukur. posisi nol dari penunjukan

(7) Tabel Perkalian : letak tabel (4) Skala : terdiri dari 120 bagian

perkalian di sisi samping alat (linear)

ukur, tabel ini digunakan (5) Terminal tegangan : untuk menentukan besarnya

digunakan untuk daya nyata dari nilai menyambungkan tegangan.

penunjukan.

Terminal common tegangan

1A 120V

CC +/- +/-

Gambar 4-13. Hubungan internal wattmeter tipe Portable Single Phase

4.3.5. Spesifikasi Alat

Spesifikasi teknik dan karakteristik alat ukur wattmeter : Tipe : 2041 Akurasi

: ± 0.5% dari nilai skala penuh Ukuran dimensi

: 180 x 260 x 140 mm

Berat : 2.8 Kg

Panjang skala

: 135 mm

Skala : 120 bagian Frekuensi

: DC, 25 – 1000 Hz

Kapasitas Overload : Rangkaian tegangan ..... 50% Rangkaian arus ............ 100%

4.3.6. Karakteristik :

Efek pemanasan diri

Perbedaan Pengukuran antara DC dan AC : ± 0.1% Efek temperature eksternal

: ± 0.2% /10° C Efek medan maghnit eksternal

: ± 0.65% /400 A/m Respons Frekuensi

: 45 – 65 Hz ....0.0%

50 – 1000 Hz ...0.1% Efek faktor daya

Factor daya dari 1.0 sampai 0.5

Tabel 4-1. Rating, internal impedance, and rated power loss

Rated power loss

Impedance

(VA)

Approx 12,000 Ώ Approx 1.2VA Current

Voltage

120 V

240 V Approx 24,000 Ώ Approx 2.4VA 0.2 / 1 A

Approx 16.35 Ώ Approx 0.66VA

Approx 0.56 Ώ Approx 0.56VA 1/5A

Approx 0.93 Ώ Approx 0.93VA

Approx 0.034 Ώ Approx 0.84VA 5 / 25 A

5A 600 W

1.2KW

Approx 0.068 Ώ Approx 1.72VA 25 A

Approx 0.0027 Ώ Approx 1.69VA

4.3.7. Prosedur Pengoperasian

4.3.7.1. Pengukuran daya DC atau AC satu fasa :

Hubungkan kumparan arus secara dengan beban. Dengan cara seri terhadap beban. Dengan cara

menghubungkan terminal menghubungkan terminal kumparan tegangan (±) ke kumparan arus (.± ) ke sumber

beban, sedangkan ujung tegangan, sedangkan ujung terminal tegangan yang lain (V) kumparan arus yang lain (A)

dihubungkan ke ujung beban dihubungkan ke beban.

yang lainnya.

Hubungkan

Jika jarum penunjuk bergerak tegangan secara parallel

kumparan

kearah kiri, tukar ujung-ujung kumparan tegangannya.

Power

Gambar 4-14 Hubungan kumparan arus seri terhadap beban

4.3.7.2. Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi nilai perkiraan

Seperti pada gambar 4-15, mendapatkan daya beban. Jangan sambungkan trafo arus (CT) ke membuka rangkaian arus sampai rangkaian arus. Kalikan rasio pengukuran selesai. transformasi arus dengan W (nilai terukur dikalikan konstanta) untuk

Power

Load

Sourc e

Gambar 4 – 15 Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi

nilai perkiraan

4.3.7.3. Pengukuran daya satu fasa tegangan melebihi nilai perkiraan

Seperti pada gambar 4-16, dengan W (nilai terukur dikalikan sambungkan trafo tegangan (P.T)

konstanta). Jika dimungkinkan, ke rangkaian tegangan. Untuk hubungkan grounding konduktor mendapatkan daya beban, kalikan

dari sumber daya ke rangkaian rasio lilitan dari transformator arus.

Power Power

Load Load

Sourc Source e

Gambar 4 - 16 Pengukuran daya satu fasa jika tegangan melebihi nilai

perkiraan

4.3.7.4. Pengukuran daya satu fasa jika tegangan dan arus melebihi nilai perkiraan

Seperti pada gambar 4-17, ( C.T ) ke rangkaian arus. Daya hubungkan trafo tegangan (P.T) ke

beban ditentukan dengan rumus : rangkaian tegangan, dan trafo arus

W = ( nilai yang terindikasi x konstanta perkalian ) x rasio C.T x rasio P.T

Contoh, nilai terindikasi = 120,

konstanta perkalian =5 ( 120V,5A) Rasio P.T= 6600/110 Rasio CT= 50/5

W = 120x5x6600/110x50/5=360.000=360kW

Power

Load

Source

Ground

Gambar 4-17 Pengukuran daya satu fasa jika arus dan tegangan

melebihi nilai perkiraan

4.3.7.5. Pengukuran daya tiga fasa (metode dua watt meter)

Pengukuran daya tiga fasa ditunjukkan gambar 4-18. Nilai dilakukan dengan menghubungkan

daya diindikasikan dengan dua watt meter, seperti yang penjumlahan aljabar dari nilai daya diindikasikan dengan dua watt meter, seperti yang penjumlahan aljabar dari nilai

Jika ini terjadi baliklah hubungan yang diukur lebih besar dari 50%,

tegangan dari meter dengan kedua meter akan mempunyai nilai

defleksi negatif. Jika dibalik maka posotif. Total daya beban dihitung

akan menunjukkan nilai positif. dengan penjumlahan dari dua nilai

Kurangkan nilai ini dari nilai ini.

terindikasi pada meter yang lain, Tetapi, jika faktor daya dari untuk menghasilkan daya beban rangkaian lebih rendah dari 50%,

total.

satu atau dua wattmeter akan memberi indikasi negatif

R S Load

AA

AA ±

Gambar 4-18 Pengukuran daya tiga fasa (metode dua wattmeter)

4.3.7.6. Pengukuran daya tiga fase jika tegangan dan arus melebihi nilai perkiraan

Hubungkan dua wattmeter seperti pembacaan daya dari dua meter. ditunjukkan gambar 4-19 , lalu ikuti

Setiap perhitungan dihasilkan prosedur nomor (5) diatas. Daya dengan mengalikan rasio PT dan beban total tiga fase dengan rasio CT dengan W (nilai menjumlahkan perhitungan terindikasi x konstanta perkalian).

R S Load

Gambar 4-19 Pengukuran daya tiga fasa jika arus dan tegangan melebihi nilai perkiraan

4.3.8. Pemilihan Range

Ketika melakukan pengukuran, jika 240 V sedangkan range arus arus beban tidak diketahui, adalah 1 A dan 5 A. hubungkan rangkaian ke terminal

Ketika menggunakan trafo arus, arus yang lebih tinggi dari nilai yakinlah tidak membuat loop perkiraan. Kemudian pasang terbuka dalam rangkaian sekunder wattmeter ke rangkaian. Range ketika mengubah range arus. Jika tegangan dan arus diatur dengan

trafo arus dilengkapi dengan menggunakan saklar.Rasio dari sebuah lilitan sekunder , tutup range tegangan adalah 120 V dan

rangkaian dengan kunci pertama, dan kemudian rubah range.

Tabel 4-2. Tabel konstanta pengali (tegangan perkiraan 120/240V, arus perkiraan 1/5A)

Konstanta Pengali

Range Arus

Range Tegangan 120 V

240 V

Tabel konstanta pengali diatas

4.3.10. Kesalahan (Kesalahan)

ditempatkan disisi dari wattmeter, Induktansi dari kumparan dan digunakan untuk tegangan pada wattmeter adalah mengkonversi nilai terbaca dari penyebab adanya kesalahan, skala ke nilai daya. Daya beban =

tetapi dengan tahanan non-induktif Nilai terindikasi x konstanta yang tinggi yang dipasang seri pengali

dengan kumparan tegangan dapat mengurangi kesalahan ini.

Penyebab lain adanya kesalahan (1) Letakkan wattmeter pada adalah permukaan rata

4.3.9. Keselamatan Kerja

1. Drop tegangan pada (2) Cek apakah penunjuk pada

rangkaian

posisi nol (0) pada skala. Jika

2. Arus yang diambil oleh tidak putarlah pengatur nol

kumparan tegangan (lihat gambar 4-12) sampai jarum penunjuk pada posisi Pada wattmeter standar, nol.

kesalahan ini disebabkan karena (3) Pastikan sumber daya pada adanya tambahan kumparan rangkaian yang akan diukur kompensasi, kesalahan yang pada posisi off sebelum disebabkan oleh adanya kumparan rangkaian terangkai dengan kompensasi ini dapat diatasi benar.

dengan memasang kumparan kompensasi sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan yang berlawanan arah dengan dengan memasang kumparan kompensasi sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan yang berlawanan arah dengan

merangkai wattmeter pada

4.4. Kesalahan Wattmeter

rangkaian AC fase tunggal,

1. Kesalahan akibat perbedaan seperti terlihat pada gambar 4-20, rangkaian.

sekaligus dengan diagram vektornya.

V1

V1 I

R (a)

(a) (b)

V’

I1

I (c)

(d)

Gambar 4- 20. Rangkaian wattmeter AC satu fasa

Pada gambar 4-20(a) kumparan maka daya pada beban adalah = arus tidak dilalui arus, sedangkan

V I cos φ. Sekarang, tegangan pada rangkaian gambar 4-20(b) pada kumparan tegangan adalah arus melalui kumparan arus. V 1 yang merupakan jumlah vektor Sebuah wattmeter sebenarnya dari tegangan beban V dan drop diharapkan dapat menunjukkan tegangan pada kumparan arus = daya yang dipakai oleh beban, V’ (= I r. di , dimana r adalah tetapi pembacaannya sebenarnya

resistansi pada kumparan arus). sedikit kelebihan yang disebabkan

Maka pembacaan daya oleh oleh rugi-rugi daya pada rangkaian

wattmeter = V 1 I cos φ , dimana φ instrument. Besarnya kesalahan adalah beda fase antara V 1 dan I tergantung dari banyaknya seperti terlihat pada diagram rangkaian.

vektor gambar 4-20(a). Perhatikan gambar 4-20(a). Jika cos φ adalah power faktor beban,

= Daya beban + Daya pada

rangkaian kumparan

tegangan.

2. Kesalahan akibat induktansi kumparan tegangan Kesalahan pembacaan pada wattmeter disebabkan juga oleh induktansi pada kumparan tegangan.

b)

I1 (a)

(b)

Gambar 4-21. Rangkaian kumparan tegangan

a. Jika induktansi kumparan tegangan diabaikan :

θ= φ , terlihat pada gambar 4-21 a. Jadi pembacaan wattmeter

= I 1 Cos θ

b. Jika induktansi kumparan tegangan diperhitungkan :

Dimana I 2 ini tertinggal terhadap V dengan sudut α

(gambar 4-21 b ) sehingga (gambar 4-21 b ) sehingga

Jadi pembacaan wattmeter :

I 1 V cos θ

1 V cos ( φ − α )

Jadi pembacaan wattmeter

I 1 = cos ( φ− α ) .................................(2) R

Persamaan (1) untuk tegangan ikut diperhitungkan. pembacaan wattmeter dimana

Faktor koreksi yang diberikan induktansi kumparan tegangan

oleh perbandingan antara diabaikan dan persamaan (2)

pembacaan sesungguhnya (W t ) untuk pembacaan wattmeter dengan pembacaan yang ada dimana induktansi kumparan pada wattmeter (W a ) adalah :

cos φ

W t R 1 cos φ =

W a V I 1 cos α cos ( φ − α )

cos α cos ( φ − α ) R

Pada prakteknya karena sangat kecil, maka cos α = 1

Maka : W t

cos φ

= W a cos ( φ − α )

Kesalahan pembacaan adalah : = Pembacaan yang ada – pembacaan sesungguhnya = pembacaan yang ada

cos φ

x pembacaan yang ada

cos ( φ − α )

cos φ

= pembacaan yang ada ⎜⎜ 1 −

cos ( φ − α ) ⎠

cos φ + sin φ sin α − cos φ =

x pembacaan yang ada cos φ + sin φ sin α sin φ sin α

x pembacaan yang ada cos φ + sin φ sin α x pembacaan yang ada cos φ + sin φ sin α

cot φ + sin α

x pembacaan yang ada

sin α

Jadi presentase kesalahan =

cot φ + sin α

x 100 %

3. Kesalahan akibat medan Eddy-current adalah medan arus

STRAY (Pengganggu)

bolak-balik pada bagian-bagian Karena medan yang bekerja

logam yang padat dari instrument. pada instrument ini adalah kecil,

Ini dihasilkan oleh medan bolak- maka mudah dipengaruhi oleh

balik pada kumparan arus akan kesalahan akibat medan mengubah besar dan kuat medan pengganggu dari luar. Oleh kerja, dengan demikian karena itu harus dijaga agar

menimbulkan kesalahan bagi sejauh mungkin berada dari

pembacaan wattmeter. medan STRAY tadi. Tetapi ,

Kesalahan ini tidak mudah kesalahan akibat medan ini dihitung meskipun dapat menjadi pada umumnya dapat sangat besar jika tidak berhati- diabaikan.

hati dalam memindahkan bagian

4. Kesalahan akibat kapasitansi

padat dari dekat kumparan arus

dalam kumparan tegangan

tadi.

Pada bagian rangkaian kumparan tegangan , terutama

4.5. Watt Jam meter

pada bagian tahanan serinya Watt jam meter merupakan alat akan selalu muncul kapasitansi ukur untuk mengukur energi listrik walaupun kecil. Akibatnya akan dalam orde Kwh. Karena energi mengurangi besarnya sudut, merupakan perkalian antara daya dengan demikian mengurangi dengan waktu, maka watt jam kesalahan yang diakibatkan meter membutuhkan kedua faktor induktansi pada rangkaian ini. Pada prinsipnya, watt jam meter kumparan tegangan. Pada adalah sebuah motor kecil yang kenyataannya pada beberapa mempunyai kecepatan sebanding wattmeter, sebuah kapasitor dengan daya yang melaluinya. dihubungkan paralel terhadap Total putaran dalam suatu waktu tahanan seri untuk sebanding dengan total energi, mendapatkan rangkaian atau watt-jam, yang dikonsumsi kumparan tegangan yang non- selama waktu tersebut. Alat ukur induktif.

watt jam tidak sering digunakan di Jelas bahwa kompensasi yang laboratorium tetapi banyak berlebihan akan membuat digunakan untuk pengukuran resultante reaktansi kapasitif, energi listrik komersil. dengan demikian akan Kenyataannya adalah bahwa menyebabkan sudut negatif.

disemua tempat dimanapun,

5. Kesalahan akibat EDDY- perusahaan listrik menyalurkan

Current (Arus pusar)

energi listrik ke industri dan energi listrik ke industri dan

kerja induksi.

4.5.1. Konstruksi dan Cara Kerja Wattjam meter

Elemen alat ukur wattjam satu fasa ditunjukkan pada gambar 4-22 dalam bentuk skema. Kumparan arus dihubungkan seri dengan jala-jala, dan kumparan tegangan dihubungkan paralel. Kedua kumparan yang dililitkan pada sebuah kerangka logam dengan desain khusus melengkapi dua rangkaian maghnit. Sebuah

piringan aluminium ringan digantung di dalam senjang udara medan kumparan arus yang menyebabkan arus pusar mengalir di dalam piringan. Reaksi arus pusar dan medan kumparan tegangan membangkitkan sebuah torsi (aksi motor) terhadap piringan dan menyebabkannya berputar.

Gambar 4 - 22. Konstruksi wattjam meter Torsi yang dibangkitkan sebanding

dengan kuat medan kumparan tegangan dan arus pusar di dalam piringan yang berturut-turut adalah fungsi kuat medan kumparan arus. Berarti jumlah putaran piringan sebanding dengan energi yang telah dipakai oleh beban dalam selang waktu tertentu, dan diukur dalam kilowatt-jam (kWh, kilowatt jam). Poros yang menopang piringan aluminium dihubungkan melalui susunan roda gigi ke mekanisme jam dipanel alat ukur, melengkapi suatu pembacaan kWh yang terkalibrasi dalam desimal.

Redaman piringan diberikan oleh dua maghnit permanen kecil yang ditempatkan saling berhadapan pada sisi piringan. Bila piringan berputar, maghnit-maghnit permanen mengindusir arus pusar di dalamnya. Arus-arus pusar ini bereaksi dengan medan maghnit dari maghnit-maghnit permanen kecil dan meredam gerakan piringan. Kalibrasi alat ukur wattjam dilakukan pada kondisi beban penuh yang diijinkan dan pada kondisi 10% dari beban yang diijinkan. Pada beban penuh, kalibrasi terdiri dari pengaturan

Kumparan tegangan

piringan

Magnit inti Kumparan

arus

beban beban

ukur bekerja pada 10% beban yang sangat ringan, komponen yang diijinkan. Kalibrasi alat ukur tegangan dari medan pada kedua posisi ini biasanya menghasilkan suatu torsi yang menghasilkan pembacaan yang tidak berbanding langsung dengan

memuaskan untuk semua beban- beban. Kompensasi kesalahan beban lainnya. Sebuah alat ukur diperoleh dengan menyisipkan wattjam satu fasa ditunjukkan sebuah kumparan pelindung atau

pada gambar 4-23.

Gambar 4-23. Mekanik meter induksi elektromekanik

Keterangan :

(1) Kumparan tegangan, yang dihubungkan paralel

dengan beban

(2) Kumparan arus, dihubungkan seri dengan beban (3) Stator

(4) Piringan Aluminium Rotor

(5) rotor brake magnets (6) spindle dengan worm gear

(7) Display dial : 1/10, 10 dan 1000 , 1, 100 dan

10000.dials berputar searah jarum jam

Meter induksi elektromekanik mengkonsumsi power yang kecil beroperasi dengan menghitung sekitar 2 watts. Cakram metalik putaran dari cakram aluminium bekerja dengan dua kumparan. yang dibuat berputar dengan Kumparan satu disambungkan kecepatan proporsional dengan dengan sebuah benda yang power yang digunakan. Alat ini menghasilkan flux magnetik yang Meter induksi elektromekanik mengkonsumsi power yang kecil beroperasi dengan menghitung sekitar 2 watts. Cakram metalik putaran dari cakram aluminium bekerja dengan dua kumparan. yang dibuat berputar dengan Kumparan satu disambungkan kecepatan proporsional dengan dengan sebuah benda yang power yang digunakan. Alat ini menghasilkan flux magnetik yang

menghasilkan eddy currents di cakram dan efeknya adalah gaya

pengereman yang menyebabkan yang digunakan dalam cakram cakram berhenti berputar. Tipe proporsional dengan hasil arus meter yg didiskripsikan di atas dan tegangan. Magnet permanen digunakan pada AC fasa tunggal. menggunakan gaya berlawanan Perbedaan konfigurasi antara fasa yang proporsional dengan tunggal dan tiga fasa adalah kecepatan rotasi cakram, hal ini terletak adanya tambahan menyebabkan sebuah kumparan tegangan dan arus.

Gambar 4-24. Meter induksi elektromekanik, 100 A 230/400 V. cakram baling-baling aluminium horisontal merupakan pusat meter

Pengukuran energi dalam sistem wattjam mempunyai rangkaian tiga fasa dilakukan oleh alat ukur

maghnetik dan piringan tersendiri, wattjam fasa banyak. Kumparan tetapi semua piringan dijumlahkan arus dan kumparan tegangan secara mekanis dan putaran total dihubungkan dengan cara yang permenit dari poros sebanding sama seperti wattmeter tiga fasa.

dengan energi total tiga fasa yang Masing-masing fasa alat ukur dipakai.

4.5.2. Pembacaan

Cakram aluminium dilengkapi yang digunakan. Dial termasuk dengan sebuah spindle yang tipe cyclometer, yaitu sebuah mempunyai worm-gear untuk display seperti odometer yang menggerakkan register. Register menampilkan setiap dial digit seri dengan dial yang berfungsi tunggal lewat jendela pada untuk merekam jumlah energi permukaan meter, atau tipe pointer Cakram aluminium dilengkapi yang digunakan. Dial termasuk dengan sebuah spindle yang tipe cyclometer, yaitu sebuah mempunyai worm-gear untuk display seperti odometer yang menggerakkan register. Register menampilkan setiap dial digit seri dengan dial yang berfungsi tunggal lewat jendela pada untuk merekam jumlah energi permukaan meter, atau tipe pointer

detik, maka dayanya adalah 1800 watts. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan konsumsi daya dari peralatan rumah tangga. Sebagian besar meter listrik domestik masih dicatat secara manual, dengan cara perwakilan/utusan dari perusahaan listrik atau oleh pelanggan. Dimana pelanggan membaca meter, pembacaan harus dilaporkan ke perusahaan listrik lewat telepon,post atau internet. Seorang karyawan perusahaan listrik biasanya mengunjungi pelanggan sedikitnya setiap tahun untuk mengecek pembacaan pelanggan serta melakukan pengecekan keselamatan dasar meter.

4.6. Meter Solid States

Jenis meter meter listrik terbaru adalah solid state yang dilengkapi dengan LCD untuk menampilkan daya serta dapat dibaca secara otomatis. Selain dapat mengukur listrik yang digunakan , meter solid state dapat juga merekam parameter lain dari beban dan suplai seperti

permintaan maksimum, faktor daya, dan daya reaktif yang digunakan. Meter solid state dapat menghitung jumlah listrik yang dikonsumsi, dengan penetapan harga yang bervariasi menurut waktu setiap hari, minggu, dan musim.

4.7. Wattmeter AMR

Sebagian besar meter solid state menggunakan arus transformer untuk mengukur arus. Ini artinya bahwa arus tidak melewati meter sehingga meter dapat di letakkan di lokasi yang jauh dari konduktor yang membawa arus. Teknologi meter solid state ini merupakan keuntungan bagi instalasi yang menggunakan daya besar, teknologi ini memungkinkan juga

Gambar 4-25. Meter listrik solid state Gambar 4-25. Meter listrik solid state

akurat. Profile data ini diproses

Meter elektronik sekarang ini dan hasilnya berupa laporan atau dilengkapi dengan komunikasi grafik. Pembacaan meter jarak teknologi antara lain low power jauh menerapkan aplikasi radio, GSM, GPRS, Bluetooth, telemetri. Biasanya, meter yang di IRDA yang terpisah dari hubungan

desain untuk pembacaan semi

konvensional, dengan automatik mempunyai serial port menggunakan RS-232 dan RS-

untuk komunikasi dengan

485. Meter elektronik dapat meletakkan LED infra merah menyimpan semua penggunaan diatas permukaan meter. daya dengan waktu penggunaan

4.8. Kasus Implementasi Lapangan

Pada dasarnya, besarnya energi angka yang tertera pada register yang telah dipakai oleh pelanggan

terakhir (akhir) atau dapat

ditunjukkan dengan angka-angka dinyatakan dengan rumus kWh = (register) yang tertera pada alat (selisih pembacaan meter kWh) x ukur kWh meter. Jumlah Faktor Meter. Selisih pembacaan pemakaian yang sebenarnya meter kWh = Penunjukan meter dihitung berdasarkan angka-angka

bulan ini - Penunjukan meter bulan

yang tertera pada register lalu. Faktor Meter = Rasio CT x sebelumnya (awal) yang Rasio PT x Faktor Register dikurangkan terhadap angka-

Kasus Aplikasi Lapangan

4.8.1. Pelanggan Tegangan rendah (TR) yang tidak memerlukan CT (pelangan dengan tarif S2-R1-R2-R3-

U1). Untuk tarif S2-R3-U1 : Stand meter bulan lalu : 07139 Stand meter bulan lalu : 06825

Selisih pembacaan meter : 314 ( pemakaian kWh). Untuk tarif R2-R3

Stand meter bulan ini : 15762 Selisih pembacaan standmeter : 269 (pemakaian kWh). Pemakaian blok1= (60jamX daya

terpasang1300VA)/1000 = 78kWh

Pemakaian blok 2 = (pemakaian total – blok1) = 191

kWh.

Perhitungan biaya gunakan CT tariff S3-R4-U2.

4.8.2. Pelanggan Tegangan Rendah (TR) yang menggunakan CT (pelanggan dengan tarif: S3 - R4 - U2)

Stand meter bulan ini

Stand meter bulan lalu

selisih pembacaan meter = 2264 x Faktor meter (CT) = .......... Pemakaian kWh

4.8.3. Pelanggan TM dipasang kWh Meter merk Fuji tipe FF23HTI, 100v 5 A, 3 fase 4 kawat, dengan:

Trafo arus terpasang = 100/5 A, Rasio CT = 20 Trafo tegangan terpasang = 20.000/100 V, Rasio PT = 200 Faktor register

Stand meter bulan ini : LWBP = 5.690 dan WBP Stand meter bulan lalu : LWBP = 5.600 dan WBP Jadi : Selisih pembacaan meter LWBP = 5.690 - 5.600 = 90 Selisih pembacaan meter WBP = 2.516 - 2.500 = 16

Maka: Pemakaian kWh LWBP = 20 x 200 x 1 90

= 360.000 kWh

Pemakaian kWh WBP = 20 x 200 x 1 16

= 64.000 kWh

Catatan:

* Bila pada meter kWh tidak tercantum adanya faktor register

(konstanta), maka faktor register dianggap = 1 * Untuk pengukuran tegangan rendah (TR), tidak ada rasio PT

4.8.4. Pelanggan dipasang kWh Meter merk Mecoindo tipe A6C1, 3 fase 4 kawat, 25/5 A, P/S 20.000/V3/100/V3, 50 Hz, dengan : Trafo arus terpasang = 100/5 A Untuk kWh meter jenis ini, arus pengenal meter 25/5 A, maka rasio CT sebenarnya menjadi = 100/5 : 25/5 = 4 Meter jenis ini dirancang untuk dipasang pada tegangan menengah

20.000 VOLT, jadi rasio PT tidak dihitung. Faktor register = 200

Stand meter bulan ini : LWBP = 08970 dan WBP = 03540 Stand meter bulan ini : LWBP = 07920 dan WBP = 03030 Selisih pembacaan meter LWBP = 8970 - 7920

Selisih pembacaan meter WBP = 3530 - 3030

Maka : Pemakaian kWh LWBP = 4 x 200 x 1050

= 840.000 kWh

Pemakaian kWh WBP = 4 x 200 x 510

4.8.5. Pembacaan pemakaian energi reaktif

Cara pembacaan dan perhitungannya sama dengan pembacaan kWh Meter.

Pemakaian kVARh = (Selisih pembacaan kVARh) x Faktor meter Selisih pembacaan kVARh = Penunjukan kVARh bulan ini -

Penunjukan kVARh bulan lalu Faktor meter

= Rasio CT x Rasio PT x Faktor register

Pelanggan h-3/TM, pengukuran TM dipasang kVARH merk Osaki tipe OR91SH, 58/100 V, 5A, dengan:

Trafo arus (CT) terpasang = 125/5 A Trafo tegangan (PT) terpasang = 20.000/100 V Stand meter kVARh bulan ini

= 7.860 kVARh bulan lalu

= 6.750 Konstanta meter

= 0,1 Faktor meter = 125/5 x 20.000/100 x 0,1 = 500 Selisih pembacaan kVARh = 7.860 - 6.750

= 1.110 Pemakaian kVARh

= 1.110 x 500 kVARh = 555.000 kVARh

4.8.6. Cara pembacaan pemakaian daya listrik

Pemakaian daya maksimum oleh

15 menit. Yang dimaksud dengan pelanggan setiap bulannya. Meter

istilah daya terukur maksimum jenis ini dipasang untuk dengan interval 15 menit adalah mengetahui daya maksimum yang

"Nilai daya terukur maksimum dipakai pelanggan tiap bulannya. untuk tiap bulan sama dengan 4 Bila dipasang kW Max, maka hasil

(empat) kali nilai tertinggi dari kVA perhitungannya masih harus dibagi

yang dipakai selama tiap 15 (lima dengan faktor daya sebesar 0,85.

belas) menit terus menerus dalam Golongan pelanggan yang bulan tersebut". Untuk saat ini kVA dipasangi alat ini adalah hotel (H-

Max yang terpasang kebanyakan

3) I5, dan industri Tanur Busur (I- dari jenis yang menggunakan 4). kW Max atau kVA Max yang jarum penunjuk. dipasang adalah dengan interval

Rumusnya dapat dituliskan :

Daya terukur = Penunjukan meter x Faktor meter Faktor meter = CT terpasang : CT meter x PT terpasang x register

Contoh : Pelanggan Tanur Busur I-4/TM, pengukuran TM, dipasang MW Max merk Enertec tipe A7A11, 3 fase 3 kawat, 50 Hz, 3 x 600/5A, 3 x 20.000/100 V, dengan :

Trafo arus terpasang = 300/5 A

Trafo tegangan terpasang = 20.000/100 V Penunjukan meter

Faktor register

Faktor meter = 300/5 : 600/5 x 20.000/100 : 20.000/100 x

Daya terukur

= 20 x 0,5 = 10 MW

4.9. Faktor Daya (Cos Ө)