Wattmeter Satu Vasa

I. TUJUAN

a. Mengetahui prinsip kerja wattmeter elektrodinamometer

b. Mampu menggunakan wattmeter dengan benar pada rangkaian sistem satu fasa

atau pada sistem 3 fasa

c. Bersama-sama dengan voltmeter & amperemeter dipergunakan untuk

menentukan faktor daya.

II. DASAR TEORI

III. PERALATAN PRAKTIKUM

a. Wattmeter elektrodinamometer : 1 buah (akurasi dc 0.5% , ac 0.5%)

b. Voltmeter PMMC : 1 buah (akurasi dc 0.5% , ac 2.5%)

c. Amperemeter PMMC : 1 buah (akurasi dc 0.5% , ac 2.5%)

d. Resistor bank : 1 set

e. Kapasitor bank : 1 set

f. Induktor bank : 1 set

IV. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Catat nomer/kode wattmeter, voltmeter, amperemeter, dan transformator arus

(CT) yang digunakan pasa praktikum ini.

2. Ukurlah tahanan dalam voltmeter dc 150V dan voltmeter ac 450V dengan

menggunakan ohmmeter engan cara menghubungkan terminal-ohmmeter ke

terminal + voltmeter, sedangkan terminal + ohmmeter dihubungkan dengan

terminal – voltmeter.

3. Ukurlah tahanan terminal tegangan pada wattmeter dengan menggunakan

ohmmeter.

4. Buatlah rangkaian gambar-1 dengan ketentuan sebagai berikut :

Catu daya dc 220V dalam keadaan “off”.

Voltmeter mode dc pada batas ukur 150V (perhatikan polaritasnya).

Amperemeter pada mode dc pada batas ukur 24A (perhatikan polaritasnya)

Beban berupa resistor pada posisi saklar-3 (R3)

a) Pindahkan saklar catu daya ke posisi “on”.

b) Perhatikan penunjukkan arus pada amperemeter. Gunakan batas ukur arus

pada amperemeter yang menghasilkan ketelitian pengukuran paling baik.

c) Catat batas ukur voltmeter-dc dan amperemeter-dc yang anda pergunakan

pada percobaan ini

d) Catat penunjukan voltmeter-dc dan amperemeter-dc.

5. Buatlah rangkaian Gambar-6 dengan ketentuan sebagai berikut :


Saklar tegangan wattmeter pada posisi 260V, saklar arus wattmeter pada

posisi “off”.

Voltmeter mode dc pada batas ukur 150V (perhatikan polaritasnya).

Amperemeter pada mode dc pada batas ukur 24A (perhatikan polaritasnya)

Beban berupa resistor pada posisi saklar-3 (R3)




c) Pindahkan saklar arus wattmeter ke batas ukur yang paling sesuai dengan

penunjukan amperemeter.

d) Catat batas ukur voltmeter-dc, amperemeter-dc dan wattmeter yang anda

pergunakan pada percobaan ini

e) Catat penunjukan voltmeter-dc, amperemeter-dc, dan wattmeter.



Saklar tegangan wattmeter pada posisi 260V, saklar arus wattmeter pada

posisi “off”.

Voltmeter mode ac pada batas ukur 450V (perhatikan polaritasnya).

Amperemeter pada mode ac pada batas ukur 12A (perhatikan polaritasnya)

Beban berupa resistor pada posisi saklar-3 (R3), gunakan resistor yang sama

dengan percobaan-4.






d) Catat batas ukur voltmeter-ac, amperemeter-ac dan wattmeter yang anda

pergunakan pada percobaan ini

e) Catat penunjukan voltmeter-ac, amperemeter-ac, dan wattmeter.

7. Ulangi prosedur-6 dengan mengunakan beban berupa resistor (R3) yang

dihubungkan seri dengan kapasitor (C3).

8. Ulangi prosedur-6 dengan menggunakan beban berupa resistor (R3) yang

dihubungkan seri dengan induktor (L3).


Catu daya ac 220V dalam keadaan “off”.

Transformator arus (CT) dengan Nc = 3.

Saklar tegangan wattmeter pada posisi 260V, aklar arus wattmeter pada

posisi “off”.

Voltmeter mode ac pada batas ukur 450V.

Amperemeter pada mode ac pada batas ukur 24A.

Beban berupa resistor pada posisi saklar-6 (R6).


b) Perhatikan penunjukan arus pada amperemeter. Gunakan batas ukur arus




d) Catat batas ukur voltmeter-ac, amperemeter-ac, dan wattmeter yang ada

pergunakan pada percobaan ini.

e) Catat penunjukan voltmeter-ac, amperemeter-ac, dan wattmeter.

V. TABEL DATA PRAKTIKUM

a. Tabel percobaan 1, 2, dan 3

NAMA INSTRUMEN NOMOR/KODE INSTRUMEN KETERANGAN

Wattmeter (W) Kel. 02/12 Rp = 54 kΩ

Voltmeter (V) 40/28 Rv =

Amperemeter (A) 40/11A -

Transformator arus (CT) 06/10 Nc = 3

b. Tabel percobaan 4 s/d 9

Percob.

CatuDaya beban

V-meter (V) A-meter (A)W-meter (W)

B.U.H.U.

B.U. H.U. B.U. H.U. V A

4 220V dc R3 150 70 ± 1.5 2.4 1.36 ± 0.024 - - -

5 220V dc R3 150 75 ± 1.5 2.4 1.46 ± 0.024 130 2.5 5.6 ± 0.65

6 220V ac R3 450 216 ± 11.25 6 4.25 ± 0.15 260 5 182 ± 1.3

7 220V ac R3& C3 450 93 ± 11.25 2.4 1.86 ± 0.024 260 5 36 ± 1.3

8 220V ac R3& L3 450 168 ± 11.25 6 2.4 ± 0.15 260 5 118 ± 1.3

9 220V ac R6 450 222 ± 11.25 6 3.05 ± 0.15 260 5 69 ±

Keterangan : B.U. = Batas Ukur

H.U. = Hasil Ukur

VI. PENGOLAHAN DATA

Tahanan dalam voltmeter DC : 750 kΩ

Tahanan dalam voltmeter AC : 2300 kΩ

Tahanan dalam wattmeter AC : 54 kΩ

Tahanan dalam wattmeter AC : 27 kΩ

Tugas laporan praktikum :

1. Hitung P pada percobaan empat untuk setiap kondisi berikut :

a. Dengan mengabaikan efek pembebanan dan ketelitian alat ukur.

b. Dengan memperhitungkan efek pembebanan alat ukur saja.

c. Dengan memperhitungkan ketelitian alat ukur.

d. Dengan memperhatikan efek pembebanan dan ketelitian alat ukur.

2. Hitung P, S, Q, dan pf pada percobaan 5, 6, 7, dan 8 untuk setiap kondisi berikut :

a. Dengan mengabaikan efek pembebanan dan ketelitian alat ukur.

b. Dengan memperhitungkan efek pembebanan alat ukur saja.

c. Dengan memperhitungkan ketelitian alat ukur.

d. Dengan memperhatikan efek pembebanan dan ketelitian alat ukur.

3. Hitung P, S, Q, dan pf pada percobaan sembilan dengan memperhatikan efek

pembebanan alat ukur.

Jawab :

1. a. Mengabaikan efek pembebanan dan ketelitian alat ukur

P = V . I

= 70 V . 1,36 A

= 95,2 V.A = 95,2 Watt

b. Memperhitungkan efek pembebanan alat ukur saja

P = VL . IL = VA−V2

R v

¿70V ∙1,36 A− (70V )2

750 ∙103Ω

= (95,2 - 6,53 x 103 ) Watt

= 95,193 Watt

c. Memperhatikan ketelitian alat ukur saja

P = V . I

= 70 V ± 1,5 . 1,36 A ± 0,024

= 95,2 V.A ± 1,524 = 95,2 Watt ± 1,524

d. Memperhatikan efek pembebanan dan ketelitian alat ukur

P = VL . IL = VA−V2

R v

¿70V ±1,5 ∙1,36 A±0,024−(70V )2±1,5750 ∙103Ω

= (95,2 ± 1,524 - 6,53 x 103 ) Watt

= 95,193 Watt ± 1,524

2. a. Mengabaikan efek pembebanan dan ketelitian alat ukur

Pada percobaan 5

SL = V x A

= 75 V x 1,46 A

= 109,5 VA

PL= W = 56 Watt

beban resistif murni, Jadi QL

bernilai 0. Pf = 1

Pada percobaan 6

SL = V x A

= 216 V x 4,25 A

= 918 VA

PL= W = 182 Watt

beban resistif murni, Jadi QL

bernilai 0. Pf = 1

Pada percobaan 7

SL = V x A

= 93 V x 1,86 A

= 172,98 VA

PL= W = 36 Watt

beban resistif murni, QL

bernilai 0. Pf = 1

Pada percobaan 8

SL = V x A

= 168 V x 2,4 A

= 403,2 VA

PL= W = 118 Watt

Q = S2 – P2

= √403,22−1182

= 385,5 VAR

b. Memperhitungkan efek pembebanan alat ukur saja

Percobaan 5

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 56 Watt – 5625 (750000-1 + 27000-1)

= 56 Watt – 5625 (3,83 x 10-5)

= 56 Watt – 0,21 = 55,78 Watt

SL = V. IL

= V √ (A2+V 2 (R v−1+Rp

−1 )−2W (Rv−1+Rp

−1 ))= 75√ (1,462+752 (750000−1+27000−1)2

−2 .56 (7500000−1+27000−1 ))= 75 (√2,13+8,28 x10−6−4,30 x 10−3)

= 109,57 VA

Q = 0, beban resistif murni, VL dan IL memiliki fasa sama (θ = 0)

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,50

Percobaan 6

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 182 Watt – 2162 (2300000-1 + 54000-1)

= 182 Watt – 46656 (1,89 x 10-5)

= 182 Watt – 0,88 = 181,11 Watt

SL = V. IL

= V (√ (A2+V 2 (R v−1+Rp

−1 )−2W (Rv−1+Rp

−1 ))= 21

√ (4,252+2162 ( 23 x 10−5−1+54 x 10−3−1 )2−2.182 ( 23 x 10−5−1+54 x 10−3−1 ))6= 216√ (18,06 )+(1,67 x10−5 )−( 8,32x 10−3 )

= 917,72 VA

Q = 0, beban resistif murni, VL dan IL memiliki fasa sama (θ = 0)

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,2

Percobaan 7

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 36 Watt – 932 (2300000-1 + 54000-1)

= 36 Watt – 8649 (1,89 x 10-5)

= 36 Watt – 0,16 = 35,84 Watt

SL = V. IL

= V (√ (A2+V 2 (R v−1+Rp

−1 )−2W (Rv−1+Rp

−1 ))= 93√ (1,862+932 (23 x 10−5−1+54 x10−3−1 )2−2 .36 (23 x10−5−1+54 x 10−3−1 ))= 93√ (3,46 )+(3,11 x10−6 )− (1,36 x10−3 )

= 172,96 VA

QL2 = SL

2 – PL

2 (bukan beban resistif murni)

= √(172,67)2– (35,676)2 = 168,94 VAR

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,20

Percobaan 8

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 118 Watt – 1682 (2300000-1 + 54000-1)

= 118 Watt – 28224 (1,89 x 10-5)

= 118 Watt – 0,53 = 117,47 Watt

SL = V. IL

= V (√ (A2+V 2 (R v−1+Rp

−1 )−2W (Rv−1+Rp

−1 ))= 168

√ (2,42+1682 (23 x 10−5−1+54 x10−3−1 )2−2 .118 (23 x10−5−1+54 x10−3−1) )= 168√ (5,76 )+(3,11 x10−6 )− (1,36x 10−3 )

= 172,96 VA

QL = SL2

– PL2

= 172,96 VA – 35,84 Watt

= 137,13 VAR

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,20

c. Memperhatikan ketelitian alat ukur saja

Pada percobaan 5

SL = V x A

= 75±1,5 V x 1,46 ± 0,024 A

= (75± 2 %) x (1,46 ± 1,64 %)

= 109,5 ± 3,64% VA

PL= W = 56 ± 1,625 Watt

Pf = ¿PS

= 56109,5

=0,51±6,5 %

beban resistif, Jadi QL bernilai 0. VL dan IL memiliki fasa sama ( θ = 0)

Pada percobaan 6

SL = V x A

= 216 ± 11,25 V x 4,25 ± 0,15 A

= (216 ± 5,2%) x (4,25 ± 3,53%)

= (918 ± 8,73%)

= 918 ± 80,14 VA

PL= W = 182 ± 6,5 Watt

Pf = ¿PS

=182918

=0,2±12,3%=0,2±0,025

beban resistif, Jadi QL bernilai 0. VL dan IL memiliki fasa sama ( θ = 0)

Pada percobaan 7

SL = V x A

= 93 ± 11,25 V x 1,86 ± 0,024 A

= (93 ± 12,1%) x (1,86 ± 1,29%)

= (172,98 ± 13,39%)

= 172,98 ± 23,16 VA

PL= W = 36 ± 6,5 Watt

QL2= SL

2−PL2 (beban bukan resistif murni)

= √(172,98±11,274)2– (36±6,5)2

= √(172,98±6,52 %)2– (36±18 %)2

= √(29922,1±13,04 %)– (1296±36 %)

= 169,19 ± 11,85 VAR

Pf = ¿PS

= 36172,98

=0,21±0,063

Pada percobaan 8

SL = V x A

= 168 ± 11,25 V x 2,4 ± 0,15 A

= (168 ± 6,7%) x (2,4 ± 6,25%)

= (403,2 ± 12,95%)

= 403,2 ± 52,2 VA

PL= W = 118 ± 6,5 Watt

Pf = ¿PS

= 118403,2

=0,30±18,46 %

QL2= SL

2−PL2 ( karena beban bukan resistif murni)

= √(403,2±11,4)2 – (118±6,5)2

= √(403,2±2,83 %)2– (118±5,5 % )2

= √(162570,24±5,66 %) – (13924±11 %)

= 385,55 ± 15,42 VAR

d. Memperhitungkan pembebanan dan ketelitian alat ukur (BELUM DIHITUNG)

Percobaan 5

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 56 ± 0,65 Watt – 5625 ± (1,5 x 2) (750000-1 + 27000-1)

= 56 ± 0,65 Watt – 5625 ± (1,5 x 2) (3,83 x 10-5)

= 56 ± 0,65 Watt – 0,21 ± (1,5 x 2) = 55,78 ± 3,65 Watt

SL = V. IL

= V .√A2+V 2 (Rv−1+Rp−1)2

−2W (Rv−1+Rp−1 )

=(75±1.5) .√(1,46±0,024 )2+(75±1.5 )2 (750. 103−1+27 .103−1 )2

−2.(56±1,625)(750. 103−1+54.103−1 ) =(75±2% ).√(1,46±1,64 % )2+ (75±2 % )2 (750. 103−1+27 .103−1 )2

−2.(56±2,9 %)( 750.103−1+54. 103−1 ) =(75±2% ).√(1,46 2±3,28 %)+ (752±4 % ) (750. 103−1+27 .103−1 )2

−2.(56±2,9 % )(750. 103−1+54.103−1 ) =(75±2% ).√(2,13±0,07 )+(2,216 .10−6±8,87 .10−8 )

−(2,223. 10−3±6,45 .10−5) =(75±2% ).√ 2,13±0,07

= (75±2% ).√ 2,13±3,28 %

=(109,46±3,8 %) VA

=109,46±4,16 VA

= 75 (√2,13+8,28 x10−6−4,30 x 10−3)

= 109,57 VA

QL = SL2

– PL2

= 109,57 VA – 55,78 V)

= 53,79 VAR

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,50

Percobaan 6

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 182 Watt – 2162 (2300000-1 + 54000-1)

= 182 Watt – 46656 (1,89 x 10-5)

= 182 Watt – 0,88 = 181,11 Watt

SL = V. IL

= V (√ (A2+V 2 (R v−1+Rp

−1 )−2W (Rv−1+Rp

−1 ))= 21

√ (4,252+2162 ( 23 x 10−5−1+54 x 10−3−1 )2−2.182 ( 23 x 10−5−1+54 x 10−3−1 ))6= 216√ (18,06 )+(1,67 x10−5 )−( 8,32x 10−3 )

= 917,72 VA

QL = SL2

– PL2

= 917,72 VA – 181,11 Watt

= 736,61 VAR

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,2

Percobaan 7

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 36 Watt – 932 (2300000-1 + 54000-1)

= 36 Watt – 8649 (1,89 x 10-5)

= 36 Watt – 0,16 = 35,84 Watt

SL = V. IL

= V (√ (A2+V 2 (R v−1+Rp

−1 )−2W (Rv−1+Rp

−1 ))= 93√ (1,862+932 (23 x 10−5−1+54 x10−3−1 )2−2 .36 (23 x10−5−1+54 x 10−3−1 ))= 93√ (3,46 )+(3,11 x10−6 )− (1,36 x10−3 )

= 172,96 VA

QL = SL2

– PL2

= 172,96 VA – 35,84 Watt

= 137,13 VAR

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,20

Percobaan 8

PL = W – V2(Rv-1 + Rp

-1)

= 118 Watt – 1682 (2300000-1 + 54000-1)

= 118 Watt – 28224 (1,89 x 10-5)

= 118 Watt – 0,53 = 117,47 Watt

SL = V. IL

= V (√ (A2+V 2 (R v−1+Rp

−1 )−2W (Rv−1+Rp

−1 ))= 168

√ (2,42+1682 (23 x 10−5−1+54 x10−3−1 )2−2 .118 (23 x10−5−1+54 x10−3−1) )= 168√ (5,76 )+(3,11 x10−6 )− (1,36x 10−3 )

= 172,96 VA

QL = SL2

– PL2

= 172,96 VA – 35,84 Watt

= 137,13 VAR

Pf = cos θ = P/S = PL/SL = 0,20

3. Hitung P, S, Q, dan pf pada percobaan-9 dengan memperhatikan efek pembebanan alat ukur :Percobaan 9.Faktor pengali pada trafoarus N C=3

I primer=NC . I sekunder

I primer=3x 3,05 A=9,15 A

V L=V=222V

I sekunder=A=IL=9,15 A

SL=N C .VA = 3 x222 x3,05 = 2.031,3 VA

PL =NC [W−V 2(R v−1+Rp

−1)]= 3 [69−2222(2300.103−1+27. 103−1)]= 3 [680−49.284 (3,75.10−5)]= 3 [ 678,15 ]= 2034,45 W

Kerena beban hanya terdiri dari resistif, maka VL dan iL memiliki fasa yang sama (

θ=0¿ sehingga QL bernilai 0.

pf=PLSL

= 2034,452.0 31 ,3

=1,001

Beda phasaϕ=cos−1 1,001=0

VII. PEMBAHASAN

VIII. KESIMPULAN

IX. DAFTAR PUSTAKA

Documents

Wattmeter Satu Vasa