Materi Segitiga Daya Listrik Lengkap

Materi Segitiga Daya lengkap dengan contoh soal☑️ Rumus segitiga daya, 3 fasa dan 1 fasa dilengkapi gambar☑️

Tahukah Anda mengenai segitiga daya? Jenis setiga ini adalah segitiga yang berkaitan dengan daya listrik. Penerapan dan penggunaan segitiga ini bisa sesuai dengan kebutuhan dan kegiatan sehari hari.

Berikut adalah penjelasan lengkap yang berkaitan dengan segitiga daya listrik dilengkapi dengan rumus perhitungan dan contoh soal beserta pembahasannya.

Apa itu Daya?

Menurut (A Kadir, UI-Press 2000), Daya adalah jumlah energi yang dikeluarkan untuk melakukan sebuah usaha. Dalam sistem tegangan listrik, daya listrik dinyatakan dalam satuan Watt atau HP (Housepower).

Horsepower merupakan satuan daya listrik dimana 1 HP setara 746 Watt atau lbft/detik. Sedangkan Watt merupakan unit daya listrik dimana 1 Watt memiliki daya setara dengan daya yang dihasilkan oleh perkalian arus 1 Ampere dan tegangan 1 Volt.

Dalam ketetapan Satuan Internasional (SI), daya listrik dinyatakan dengan simbol P, sedangkan tegangan dinyatakan dengan V dan kuat arus dinyatakan dalam I, sehingga rumus daya listrik dinyatakan dengan :

Macam Macam Daya Listrik

Anda bisa memahami segitiga daya listrik lebih mudah dengan mengikuti keterangan berikut ini.

• Daya Aktif

Daya aktif (Active Power) adalah daya listrik yang digunakan untuk kebutuhan energi sebenarnya dalam melakukan sebuah usaha. Misalnya penggunaan energi panas, energi cahaya, energi mekanik dan lain sebagainya.

Satuan daya aktif adalah Watt, dengan notasi rumus matematis seperti dibawah ini :

P = V. I . Cos φ
P = 3 . VL. IL . Cos φ

• Daya Reaktif

Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks medan magnet.

Sederhananya daya reaktif memiliki reaksi imajiner yang akan menunjukkan pergeseran arus. Pergeseran ini nantinya akan membuat tegangan listrik terjadi sehingga menimbulkan beban reaktif.

Rumus yang digunakan untuk mencari daya reaktif adalah Q, yang mengalikan antara V, l dan juga sin. Secara notasi matematisnya bisa anda lihat dibawah ini:

Q = V.I.Sin φ
Q = 3 . VL. IL. Sin φ

Daya reaktif diukur dengan satuan Var, atau disebut juga sebagai Volt Ampere Reaktif. Contoh penggunaan daya reaktif bisa anda lihat pada kipas angin, lampu pijar, mesin pompa ataupun mesin cuci.

• Daya Semu

Terakhir adalah daya semu, daya semu disebut sebagai daya total, dengan simbol S. Di daya semu penghamburan akan dilakukan dan diserap kembali oleh arus AC atau arus bolak balik. Daya semu ini merupakan hasil dari tegangan rms dengan arus rms. Daya semu dinyatakan dalam rumus :

Line to netral/ 1 fasa : S = V x I Line to line/

3 fasa : S = √3 x V x I

Perhitungan daya semu tidak boleh dilakukan sembarangan, harus sesuai dengan kebutuhan dan rumus yang telah ditetapkan. Jika terjadi kesalahan, maka Anda akan mendapatkan hasil yang tidak sesuai dengan angka dan fakta.

• Daya Nyata

Daya nyata (Apparent Power) adalah daya listrik yang dihasilkan oleh perkalian antara tegangan rms dan arus rms dalam suatu jaringan. Sederhananya, data nyata merupakan n hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan daya reaktif.

Satuan daya nyata menurut SI adalah VA dengan persamaan rumus dibawah ini :

P = V.I Cos φ
Q = V. I Sin φ

Maka,

S1φ = V. I. Cos φ + j V. I Sin φ
S1φ = V. I. (Cos φ + j Sin φ)
S1φ = V. I. ej φ
S1 φ = V. I φ
S1 φ = V. I *

Daya nyata merupakan istilah untuk menyebut daya aktif, sering disebut sebagai ealpower dan memiliki satuan watt. Daya ini diperlukan oleh beban resistif, sehingga diperlukan material material yang murni untuk digunakan.

Daya nyata dimanfaatkan untuk berbagai aspek, utamanya mengubah daya listrik menjadi bentuk energi yang lain. contoh penggunaan daya nyata adalah merubah energi listrik dari setrika menjadi energi panas untuk digunakan ulang.

Segitiga Daya

Segitiga daya adalah bangun segitiga yang menggambarkan hubungan matematika antara jenis jenis daya listrik yang berbeda (Apparent Power, Active Power dan Reactive Power) berdasarkan prinsip trigonometri.

Segitiga daya merupakan segitiga daya listrik yang memiliki tiga jenis daya aktif, yakni daya reaktif, semu dan juga aktif. Masing-masing daya disimbolkan dengan huruf yang berbeda, untuk daya nyata menggunakan simbol P, sedangkan daya reaktif menggunakan simbol Q.

Terakhir adalah daya S, sebagai simbol semu. Ketika Anda menghitung segitiga daya ini, Anda harus memasukkan berbagai aspek yang membuat rumus perhitungannya dapat digunakan dengan benar.

Anda bisa melihat pemanfaatan segitiga daya dalam penggunaan alat listrik. Dalam alat listrik, terdapat lampu 5 watt, digunakan untuk menerangi sebuah ruangan.

Untuk menghidupkan lampu tersebut, Anda membutuhkan daya listrik sebanyak 5 watt. Konversi kemudian terjadi, antara daya listrik menjadi energi cahaya.

Rumus Segitiga Daya

Anda yang masih awam harus tahu tentang segitiga daya, segitiga ini merupakan segitiga siku siku yang digunakan untuk menghitung daya yang aktif. Jenis daya yang dihitung beragam, mulai dari reaktif hingga daya yang semu.

Jika dijelaskan mengenai pengertian daya, daya sendiri merupakan sekumpulan energi listrik yang digunakan untuk berbagai aktivitas. Jika ingin lebih mudah memahami segitiga daya, Anda harus tahu juga rumusnya.

Ada beberapa rumus segitiga daya yang saat ini digunakan, misalnya apakah Anda menghitung menggunakan daya yang nyata, reaktif atau malah semu. Ketiga memiliki rumus yang berbeda dan daya listrik yang digunakan juga berlainan. Setidaknya, ada dua rumus yang digunakan untuk menghitung segitiga daya, yakni:

1. Rumus Segitiga Daya Satu Frasa

Jenis yang pertama adalah segitiga dengan satu frasa, rumus yang digunakan adalah:

• P = V x l x Cos
• S = V x l
• Terakhir adalah rumus Q = V x l x sin

2. Rumus Segitiga Daya Tiga Frasa

Jenis selanjutnya adalah model segitiga daya yang menggunakan tiga frasa, rumusnya juga jauh lebih kompleks, berikut adalah rinciannya:

• P = x V x L x Cos
• S = V x l x
• Terakhir adalah rumus Q = V x l x sin x

Untuk rumus tiga frasa, maka setiap rumus yang ada akan dikalikan dengan akar pangkat tiga. Penambahan akar pangkat tiga dimaksudkan untuk membuat hasilnya sesuai dengan realitas daya listrik yang digunakan.

Hubungan Segitiga Daya dengan Faktor Daya

Faktor daya (Cos) adalah rasio perbandingan antara daya aktif (Watt) dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau beda sudut fasa antara V dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos φ. Faktor daya dinyatakan dengan :

Faktor Daya = Daya Aktif (P) / Daya Nyata (S)
= kW / kVA
= V.I Cos φ / V.I
= Cos φ

Dengan catatan :

Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.

Tan φ = Daya Reaktif (Q) / Daya Aktif (P)
= kVAR / kW

Karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan kVAR berubah sesuai dengan faktor daya), maka dapat ditulis seperti berikut :

Daya Reaktif (Q) = Daya Aktif (P) x Tan φ

Dari paparan diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa hubungan segitiga daya dengan faktor daya terletak pada perbandingan antara Daya Nyata dan Daya Semu.

Nilai dari faktor daya pada jaringan listrik idealnya adalah 1. Namun pada prakteknya, sebuah rangkaian listrik pasti terjadi rugi rugi. Rugi rugi inilah yang dinamakan dengan ‘faktor daya’. Sebagai contoh faktor daya pada listrik PLN berkapasitas 220 volt sebesar 0,8.

Contoh Soal Segitiga Daya Listrik

1. Rumah pak Arsya memiliki beban listrik rumah sebesar 2200 Watt. Rumah pak arsya tersebut berlangganan di PLN menggunakan listrik satu fasa dengan cos φ sebesar 0,6. Berapakah daya semui dari beban listrik dirumah pak Arsya?

Jawaban:
P = S x Cos
S = P / Cos φ
S = 2200 Watt / 0,6
= 3666‬,7 VA

Jadi daya semu dirumah pak arsya sebesar 3666‬,7 VA

2. Listrik dirumah Bu Reta memiliki spesifikasi seperti berikut : Daya aktif = 1253 kW, Daya nyata 1790 kVA dan Cos θ2 = 0.9 lag.

Hitunglah berapa kerugian, daya reaktif serta kapasitas kapasitor yang dibutuhkan untuk kebutuhan listrik rumah tersebut?

Jawaban :

data Q1 merupakan daya reaktif sebelum diperbaiki. Bila diinginkan Cos θ2 = 0.9 lag, sehingga besarnya:

P2 = P1 / 0,9
P2 = 1253 / 0,9
P2 = 1392,22 kW

sehingga daya reaktif yang baru adalah :

Jadi, besarnya kapasitas kapasitor yang dibutuhkan adalah :

QC = Q1- Q2
QC = 1278,32 – 1125,08
QC = 153, 24 kVar ≈ 150 kVAR

3. Sebuah jaringan listrik memiliki beban P = 100kW dengan power factor sebagai berikut :

PF riil (Cos φ1) = 0.75
PF yang diinginkan (Cos φ2) = 0.93

Hitunglah berapa perencanaan kapasitor bank beserta daya reaktif yang dibutuhkan!

Jawaban:

Perhitungan perencanaan kapasior bank adalah sebagai berikut:

Perbaikan power faktor yang diinginkan 0,9, sehingga:
PF riil (Cos φ1) = 0.75 maka tan φ1 = 0.88
PF yang diinginkan (Cos φ2) = 0.93 maka tan φ2 = 0.4

Jadi daya reaktif yang diperlukan adalah:
Q = P(tan φ1 – tan φ2)
= 100*1000 (0.88 – 0.4)
=48 kVar

4. Untuk menghitung segitiga daya listrik, Anda, misalnya, memiliki PLN dengan instalasi 900 watt. Instalasi tersebut akan digunakan untuk menghitung supply daya PLN dengan daya nyata yang sudah ditentukan. Terdapat daya utama 1300 watt dengan daya semu 1300/0,8.

Jawaban:

Dari penjelasan tersebut, Anda harus menghitung berapa jumlah daya semu yang didapatkan. Dengan memasukkan rumus diatas, 1300 watt akan dibagi dengan 0,8, hasil yang akan didapatkan setelah perhitungan adalah 1625 Ampere.

Demikianlah serangkaian materi mengenai segitiga daya listrik yang bisa wikielektronika.com ulas untuk anda. Semoga informasi diatas dapat membantu Anda, terutama yang sedang belajar ilmu elektronika.