Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
An analysis of transient current and voltage behavior in the primary side of transformer units 5, 6, and 7 at the suralaya power plant due to load shedding events. The theoretical foundations of ohm's law, kirchhoff's laws, and the behavior of rc circuits, and then applies these principles to analyze the experimental data collected from measurements on the transformer units. The analysis includes calculations of resistance, current, and voltage values, as well as the interpretation of the waveforms observed on the oscilloscope. The document aims to provide a comprehensive understanding of the transient phenomena occurring in the transformer primary circuits during load shedding, which is crucial for the proper operation and maintenance of the power system.
Typology: Study Guides, Projects, Research
1 / 26
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Tanggal Masuk Laporan : 3 April 2024___________________________________________ Pukul : 17.00________________________________________________ Catatan:
Tanggal Masuk Revisi : ______________________________________________________ Pukul : ______________________________________________________ Nilai Sementara Nilai Akhir Korektor ............................... ...... Asisten Rifqi Akmal Mujahidin CO Asisten Ferdinan Estomihi Simorangkir
percabangan akan sama besar dengan jumlah total arus yang mengalir keluar dari titik percabangan tersebut. Hukum Kirchoff 1 dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: Σ I = 0 (1.2) Dimana Σ I merupakan jumlah arus yang masuk dan keluar dari titik percabangan akan sama dengan nol. Sementara Hukum Kirchoff II atau sering disebut juga sebagai Kirchoff’s Voltage Law (KVL) menyatakan bahwa jumlah total kenaikan tegangan pada suatu rangkaian tertutup akan sama dengan jumlah total penurunan tegangan pada rangkaian tersebut. Persamaan Hukum Kirchoff II dapat ditulis sebagai berikut: Σ V = 0 (1.3) Dimana ΣV merupakan jumlah tegangan dari suatu rangkaian tertutup (Ahmad, 2019). Rangkaian DC merupakan rangkaian yang menggunakan arus searah atau Dirtct Current (DC) sebagai sumber dayanya. Arus listrik merupakan besaran yang mengukur berapa banyak muatan listrik yang mengalir per satuan waktu. Arah arus listrik berlawanan dengan arah elektron, yakni bergerak dari kutub positif ke kutub negatif. Pada arus searah berarti arus listrik yang mengalir hanya memiliki satu arah yakni dari positif ke negatif. Arus DC memiliki nilai yang tetap terhadap satuan waktu, sehingga dalam penggunaannya arus DC lebih stabil (Abdullah, 2017). Pada rangkaian RC biasanya terdiri dari komponen resistor (R) dan kapasitor (C). Kapasitor merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan elektron selama waktu yang tidak tertentu. Jumlah elektron yang dapat disimpan oleh kapasitor dapat diukur dalam satuan Farad. Kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang kedua plat tersebut dipisahkan oleh bahan dielektrk, yaitu bahan yang tidak dapat mengalirkan arus listrik. Contoh dari bahan dielektrik yaitu udara, keramik, gelas, dan lain-lain. Cara kerja dari kapasitor yaitu ketika diberikan tegangan listrik, muatan positif akan terkumpul pada salah satu plat dan plat yang lain akan terkumpul muatan negatif. Karena kedua plat tersebut dipisahkan oleh bahan dielektrik, maka muatan tersebut tidak dapat mengalir. Sehingga muatan akan tersimpan di dalam kapasitor (Gates, 2014). Gambar 1.2 Struktur kapasitor (Gates, 2014)
Pada rangkaian listrik, besar tegangan dan arus akan selalu konstan dan tidak berubah terhadap waktu. Tetapi dalam rangkaian RC terjadi peristiwa pengisian dan pengosongan kapasitor dimana pada peristiwa ini besar arus dan tegangan selalu berubah seiring berjalannya waktu. Gambar 1.3 (a) Rangkaian RC dengan dua saklar untuk mengisi dan mengosongkan kapasitor. (b) Ketika saklar diubah ke posisi A, maka akan dilakukan pengisian kapasitor. (c) Ketika saklar diubah ke posisi B, maka akan dilakukan pengosongan kapasitor. (Ling, et al ., 2021). Pada gambar 1.3 (b) saat saklar diubah ke posisi A akan terbentuk rangkaian seri yang terdiri dari resistor dan kapasitor. Pada awalnya kapasitor tidak bermuatan, namun saat saklar dipindahkan maka akan terjadi pengisian muatan ke kapasitor. Setelah beberapa saat kecepatan pengisian kapasitor akan menurun. Ukuran seberapa cepat pengisian kapasitor dapat kita ketahui melalui persamaan: 𝜏 = 𝑅.C (1.4) Dimana ketika 𝜏 bernilai kecil, maka kapasitor akan mengisi dengan cepat. Sedangkan saat 𝜏 bernilai besar, maka pengisian kapasitor akan melambat. Lalu pada gambar 1.3 (c) saat saklar dipindahkan ke posisi B akan terjadi pengosongan kapasitor. Saat saklar dipindahkan, dalam rankaian tersebut tidak terdapat sumber daya, sehingga kapasitor akan melepaskan muatannya melalui resistor dalam rangkaian. Yang mulanya kapasitor bermuatan seiring berjalannya waktu kapasitor akan kehilangan muatannya hingga tidak tersisa lagi (Young & Freedman, 2014). Gejala peralihan atau transien merupakan situasi dimana terjadinya perubahan nilai tegangan dan arus sesaat atau dalam jangka waktu tertentu. Penyebab terjadinya arus transien pada rangkaian listrik adalah akibat pensaklaran, rangkaian terbuka atau hubung singkat, perubahan dalam operasi sumber, dan lain-lain. Pada saat awal pengisian kapasitor, besar arus yang mengalir akan maksimum. Karena setelah beberapa saat kecepatan pengisian kapasitor akan berkurang, hal ini berarti besar arus juga akan terus berkurang hingga mencapai nol pada saat kapasitor sudah penuh. Begitupun pada saat pengosongan
Peralatan yang digunakan pada praktikum kali ini terdiri dari voltmeter DC, amperemeter DC, oscilloscope , variable power supply , signal generator, dan rangkaian uji berupa rangkaian DC dan RC. 2.2 GAMBAR ALAT DAN RANGKAIAN PERCOBAAN (a) (b) Gambar 2.1 (a) Amperemeter (b) Voltmeter Gambar 2.2 Osiloskop
Gambar 2.3 Rangkaian uji Gambar 2. 4 Signal Generator Gambar 2.5 Variable power supply
Gambar osiloskop AD: Gambar osiloskop CD:
Gambar osiloskop CD: 3.1.3 Rangkaian RC (b) : Pengukuran Tegangan di Tahanan volt/div = 2 Volt/div dan time/div = 10 ms/div amplitudonya sebesar 3 Vpeak, frekuensinya sebesar 50 Hz
0,007 uA = 0,018 uA + 0,016 uA + 0,016 uA 0,007 uA ≠ 0,05 uA 3.2.2 S 2 ON, S 3 OFF, dan S 4 OFF R1 = VAB / I = 6,04 V / 5,99 x 10 -^4 A = 10.083 Ω I4 = VBC / R = 5,87 V / 30 x 103 Ω = 0,196 mA I1 = I2 + I3 + I 0,599 mA = 0,599 mA + 0,017 x 10-^3 mA + 0,012 x 10-^3 mA 0,599 mA = 0,599029 mA 3.2.3 S 2 OFF, S 3 ON, dan S 5 OFF R1 = VAB / I = 6,02 V / 5,98 x 10 -^4 A = 10.067 Ω I4 = VBC / R = 5,88 V / 30 x 103 Ω = 0,196 mA = I2 + I3 + I 0,598 mA = 0,015 x 10-^3 mA + 0,598 mA + 0,012 x 10-^3 mA 0,598 mA = 0,598027 mA 3.2.4 S 2 OFF, S 3 OFF, dan S 4 R1 = VAB / I = 5,9 V / 5,86 x 10 -^4 A = 10.068 Ω I4 = VBC / R = 5,9 V / 30 x 103 Ω = 0,197 mA I1 = I2 + I3 + I 0,586 mA = 0,014 x 10-^3 mA + 0,015 x 10-^3 mA + 0,586 mA 0,586 mA = 0,586029 mA 3.2.5 S 2 , S 3 , dan S 4 ON R1 = VAB / I
= 0,93 V / 8,85 x 10 -^4 A = 1.051 Ω I4 = VBC / R = 2,931 V / 30 x 103 Ω = 0,097 mA I1 = I2 + I3 + I 0,885 mA = 0,299 mA + 0,297 mA + 0,289 mA 0,885 mA = 0,885 mA 3.4 PEMBAHASAN 3.4.1 ANALISA PROSEDUR 3.4.1.1 FUNGSI ALAT Pada praktikum kali ini digunakan beberapa alat seperti voltmeter DC, amperemeter DC, variable power supply , signal generator, oscilloscope, dan rangkaian uji DC dan RC. Voltmeter DC digunakan agar tegangan/beda potensial listrik dapat diukur, Amperemeter DC digunakan agar arus listrik yang mengalir pada rangkaian dapat diukur, variable power supply berfungsi sebagai sumber daya yang disuplai ke semua bagian perangkat elektronik, signal generator digunakan umtuk ditampilkannya gelombang dengan frekuensi, amplitudo dan bentuk gelombang yang bisa diatur, oscilloscope digunakan agar sinyal listrik dalam bentuk grafik gelombang sinyal pada layar termasuk amplitudo (tegangan) dan frekuensinya dapat ditampilkan. Rangkaian uji (rangkaian DC dan RC) berfungsi sebagai tempat komponen-komponen listrik diuji, sehingga hasilnya nanti dapat dihasilkan lewat osiloskop. Untuk komponennya, tahanan digunakan sebagai penghambat dan pengatur arus listrik pada suatu rangkaian, sehingga arus dapat disalurkan sesuai dengan kebutuhan, dan kapasitor digunakan agar muatan listrik dapat disimpan dalam bentuk medan listrik untuk waktu yang singkat. 3.4.1.2 FUNGSI PERLAKUAN Untuk percobaan pada rangkaian DC, atur S 1 dan Sx pada posisi normally closed atau off dan S 5 pada posisi on supaya rangkaian terhubung dengan power supply dengan arus DC. Variable power supply diatur supaya dihasilkan
perhitungan yang menggunakan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff. Untuk data ke 1, semua nilai hasil perhitungan memiliki nilai yang berbeda dengan data hasil pengukuran karena pada kondisi tersebut rangkaian dalam keadaan terbuka. Dari perhitungan besar hambatan pada resistor 1 untuk data ke 2, 3 dan 4 memiliki nilai yang hampir sama seperti besar resistor yang diketahui, yaitu 10 KΩ. Lalu untuk perhitungan besar arus pada titik I 4 , nilai yang dihasilkan seluruhnya berbeda dengan data yang diperoleh. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor sehingga data hasil pengukuran dengan hasil perhitungan menggunakan teori berbeda. Faktor-faktor tersebut dapat berupa kurang akuratnya alat ukur, kesalahan dalam mengatur rangkaian dan alat ukurnya, dan lain- lain. Selanjutnya pada pengukuran besar arus pada titik I1 dengan menggunakan teori Hukum Kirchoff, jumlah I1 (I masuk) sama besar dengan jumlah I2, I3, dan I4 (I keluar). Sehingga dapat dinyatakan teori Hukum Kirchoff berlaku pada percobaan yang telah dilakukan. Hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian RC menghasilkan grafik berupa arus yang dapat diamati pada oscilloscope. Pada percobaan pengukuran tegangan di kapasitor, titik yang mengalami arus transien terjadi pada titik C. Hal ini dikarenakan tegangan yang melewati titik tersebut akan mengisi dan mengosongkan kapasitor yang terletak diantara titik C dan D. Saat tegangan sumber maksimum grafik yang timbul akan naik secara perlahan dan saat tegangan sumber minimum grafik akan menurun secara perlahan juga. Sehingga grafik yang timbul berbentuk gelombang sinusoidal yang mempresentasikan perubahan muatan pada kapasitor. Sementara pada percobaan pengukuran tegangan di tahanan, titik yang mengalami arus transien terjadi pada titik B. Pada titik tersebut terjadi arus transien karena terdapat kapasitor diantara titik A dan B. Grafik yang timbul mempresentasikan tegangan yang dikeluarkan oleh kapasitor. Pada saat tegangan sumber maksimum, kapasitor akan mulai mengisi muatan sehingga tegangan yang dikeluarkan oleh kapasitor akan berhenti atau menurun. Dan pada saat tegagan sumber minimum, kapasitor akan melepaskan muatannya sehingga tegangan yang dikeluarkan akan meningkat hingga muatan pada kapasitor habis. Dari percobaan yang telah dilakukan pada rangkaian RC, di titik D bentuk grafik yang timbul selalu berupa garis lurus tepat di garis pusat yang bernilai nol. Hal ini berarti pada rangkaian RC mampu mengubah sinyal gelombang yang semula AC menjadi DC. Pada sinyal gelombang AC terdapat perbedaan fase yaitu positif atau maksimum dan negatif atau minimum. Pada saat sinyal AC positif, tegangan yang melewati kapasitor akan mengisi kapasitor tersebut hingga penuh, dan pada saat sinyal AC negatif,
kapasitor yang sudah terisi tersebut akan melepaskan muatannya dan bertindak sebagai sumber tegangan. Peristiwa ini menyebabkan grafik yang timbul akan sama dengan nol secara kontinu dan membentuk suatu garis lurus. Proses terjadinya arus transien pada percobaan kali ini yaitu pada saat kapasitor terhubung dan terputus dari sumber tegangan dan arus. Pada saat terhubung dengan sumber tegangan, kapasitor akan mengisi muatan. Tegangan pada kapasitor akan meningkat secara eksponensial dari 0 hingga muatan pada kapasitor penuh. Pada saat pengisian, besar arus yang mengalir melalui kapasitor akan maksimum dan setelah beberapa saat besar arus ini akan berkurang secara eksponensial. Lalu ketika kapasitor terputus dari sumber tegangan, kapasitor akan mengosongkan muatannya. Arus awal yang keluar dari kapasitor bernilai maksimum dan untuk tegangan pada kapasitor akan menurun secara eksponensial seiring waktu hingga kapasitor tidak bermuatan lagi. Saat kapasitor sudah kosong, besar arus yang mengalir adalah 0 dan kapasitor dikatakan dalam keadaan stabil.
Abdullah, M. (2017). FISIKA DASAR II_._ Bandung: Institut Teknologi Bandung. Ahmad, G. (2019). Basic Electrical Engineering_._ Pakistan: University of Engineering & Technology. Gates, E. (2014). INTRODUCTION TO BASIC ELECTRICITY AND ELECTRONICS TECHNOLOGY_._ USA: Delmar Cengage Learning. Ling, S. J., Sanny, J., and Moebs, W. (2021). University Physics Volume 2_._ Texas: Rice University. Prayitno, A. A., Suhendar, S. dan Herudin, H. (2015). Analisis Arus dan Tegangan Transien Akibat Pelepasan Beban pada Sis Primer Transformer Unit 5, Unit 6, dan Unit 7 Suralaya. Sentrum: Sistem Kendali-Tenaga=elektronika-telekomunikasi-komputer , 2(1), 30-41. Young, H. D., and Freedman, R. A. (2014). UNIVERSITY PHYSICS WITH MODERN PHYSICS 14TH^ EDITION_._ USA: Pearson Education.
(Abdullah, 2017) (Ahmad, 2019)
