Abstrak-Daya merupakan kemampuan untuk meubah energi listrik menjadi energi lain misal panas, mekanik . Daya pada Ac dibentuk oleh komponen V dan I . Dan diperlukan osiloscop untuk mengetahui hal tersebut. Tujuan dari percobaan ini yakni mengetahui daya efektif,reaktif dan nyata menggunakan osiloscop. Perccobaan ini dilakukan dengan cara dirangkai rangakain RC lalu digunakan Ch 1 dan Ch2 pada osiloskop untuk di tempatkan pada rangkaian misal Ch 1 di tancapkan di resistro dan Ch2 di RC sehingga akan dihasilakn p-p dan frekuensi serta beda fase di layar osiloscop. Dengan digunakan persamaan daya maka akan di hasilkan daya dari data tersebut. Sehingga di hasilakn daya reaktif sebesar daya efektif ini di hasilkan daya aktif sebesar 7.8 watt (33kohm), 13.9 (120 kohm), 14.6 (200 kohm). Untuk daya reaktif sebesar 8,3 var 33 kohm),1.4 var (120 kohm), 0.62 (200 kohm). Untuk daya nyata sendiri 16,4 watt (33 kohm), 15,6 (120 kohm), 15,3 (200 kohm).

Kata kunci - arus,tegangan, osiloskop, daya aktif, daya aktif ,daya nyata.

I. PENDAHULUAN

Daya merupkan suatu perubahan energi listrik perwaktunya yang diubah dalam bemtuk yang lain misal energi panas, mekanik ,magnet. Secara umum dapat dituliskan dalam persaman

(1)

Dan daya bisa terbentuk pada segala macam sumber listrik misal sumber AC maupun DC. Dan sering dijumpai pada sumber Ac yakni pada penggunaan alat rumah tangga.dan pada setiap alat rumah tangga terdapat daya sehingga mempelajari daya akan memberikan kemampuan dalam memanajemen daya untuk keperluan alat rumah tangga[1].

Daya terbagi menjadi tiga macam daya yakni daya aktif,daya reaktif dan daya nyata. Daya aktif (active power) yakni daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya. Misal energi panas , mekanik dan satuannya adalh (watt). Daya reaktif yakni jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet sehingga nanti akan muncul fluks magnet misal transformator, motor, lampu pijar dan satuannya adalah (var). Sedangkan daya nyata merupakan daya yang dihasilkan dari perkalian v rms dan I rms. atau perjumlahan trigonometri daya aktif dan reaktif. Dan satuannya adalah (VA)[3][2].

Dan terdapat istilah lain dari daya yakni segitiga daya , yakni hubungan trigonometri dari daya reaktif (arah sinus), daya aktif(arah cosinus) dan daya nyata (resultan

.faktor daya merupakan rasio antara daya aktif dan daya nyata(cosφ). Selain itu untuk mencari daya dibutuhkan faktor pendukung misal dengan menggunakan rangkaian RLC yakni rangkaian yang tersusun atas seri

resistor,induktor dan kapasitor. Yang di nyatakan dalam formula.

(2)

Dan komponen yang lain yakni terdapat transformator yakni alat digunakan untuk menaikkan danmenurunkan tegangan. Yang terbentuk atas inti besi nyang diliti kawat sehingga terjadi GGl induksi. Dan komponen yang lain yakni osciloscop yakni alat yang digunakan untuk menvisualisakan tegangan dalam grafik sinusoidal. Sehingga tegangan AC bisa di baca komponennya misal Vmax atau yang lain. Sehingga komponen teresbut sangat penting dalam penentuan daya efektif dalam rangaian[4][5].

Tulisan ini meropakan hasil pengukuran teganngan pada rrangkaian Rc dengan osiloscop untuk mengetahu daya efektif pada rangaian.

II. METODE

Langkah awal dalam percobaan ini yakni disiapkan peralatan dan bahan di antaranya osciloscop,ampere meter AC, transformator,kapasitor dan resistor (33 kΩ, 120 kΩ,200 kΩ). Setelah itu alat di rangkai seperti gambar berikut.

Gambar 1. Rangkaian percobaan

Osiloskop sebagai Penghitung Daya Efektif (E3)Aris Widodo, saiful, lyla yuwana

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh NopemberJl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: aris.prof@yahoo.co.id

Langkah percobaan selanjutnya setelah dirangkai lalu di kalibrasi agar p-p bernilai 0,5 setelah itu di letakkan Ch1 di C dan D lalu variasi hambatan setiap kali pengambilan p-p ((33 kΩ, 120 kΩ,200 kΩ)). Di catat p-p dan frekuensinhya. Setelah itu pindah Ch1 ke titik AB lalu dicatat p-p dan frekuensi di osiloscop seiap variasi hambatan ((33 kΩ, 120 kΩ,200 kΩ). Lalu untuk pencarian beda fase maka di gunakan 2 channel yakni Ch1 dan Ch2 . untuk beda fase pertama letakkan Ch 1 di titik A B lalu Ch 2 di titik A D, dicatat beda fasenya dengan cara dilihat di layar osiloscop dengan dihitung jarak p-p dua gelombang berbeda lalu dikali 0.2 tiap segaris dala 1 div. Lalu di kali nilai A di pojok layar. Data di variasi untuk hambatan berbeda. Lalu setelah itu Ch1 di pindah ke CD , dilakukan dengan cara yang sama dan divariasi tiga hambatan berbeda. Dan terakhir diukr arus pada rangkaian dengan ampere meter AC untuk 3 hambatan berbeda.

Setelah data p-p, frekuensi dan beda fase diperoleh maka untuk pencarian nilai V max tiap variasi percobaan di gunakan formula sebagai berikut

(3)

Setelah itu di cari nilai daya dengan rumusan

sebagai berikut

(4)

Lalu di cari faktor daya ( cosφ) dengan rumusan berikut

(5)

Selanjutnya dicari φ (sudut )dengan rumusan sebagai berikut

(6)

Lalu dicari nilai daya aktif dengan rumus sebagai berikut

(7)

Untuk daya reaktif dicari dengan rumus sebagai berikut

(8)

[3].

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari percobaan ini didapat nilai p-p dan frekuensi (f) dari masing –masing perlakuan di antaranya

Tabel 1. Data p-p dan frekuensi kapasitor dengan resistor

kapasitor dengan resistor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ

p-p f p-p f p-p F12,4 50,37 4,8 50,37 3 50,12

Tabel 2. Data p-p dan frekuensi resistor

Resistor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ

p-p f p-p f p-p f

12,2 50,25 16,6 50,25 17,2 50

Tabel 3. Data p-p dan frekuensi resistor + kapasitor

Dan diperoleh juga data arus untuk variasi resistor rangkaian RC

Tabel 4. Data arus rangkaian RC

Dan diperoleh data beda fase untuk kapastor dan resistor

Tabel 5. Data beda fase untuk kapsitor dan resistor

resistor + kapasitor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ

p-p f p-p f p-p f17,6 50,37 17,6 50,25 17,6 50,12

Arus33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ2,64 2,52 2,47

beda fase ( kapasitor + resistor)33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ

2,8 1,2 0,8

Untuk data beda fase dengan penempatan Ch1 di kapasitor di peroleh beda fase = nol karena puncak gelombang tidak ada selisih ke arah sumbu x.

Sesuai dengan persamaan (3) maka di peroleh

Tabel.6 Vmax untuk kapasitor dengan resistor

Tabel 7. Vmax untuk resistor

resistor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩVmax V max V max

6,1 8,3 8,6

Tabel 8. Vmax untuk kapasitor dan resistor

resistor + kapasitor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩVmax V max V max

8,8 8,8 8,8

Setelah itu di hitung daya untuk masing-masing komponen yakni dengan persamaan (4) sehingga di dapat sebagai berikut.

Tabel 9. Daya untuk kapasitor dengan resistor

kapasitor dengan resistor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩdaya daya daya

11,57392 4,276582 2,61983062

Tabel 10. Daya untuk resistor

resistor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩdaya daya daya

11,38725 14,78985 15,0203622

Tabel 11. Daya untuk resistor + kapasitor

resistor + kapasitor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩdaya daya Daya

16,4275 15,6808 15,369673

Setelah itu dicari nilai faktor daya dengan persamaan (5) sehingga di dapat

Tabel 12. Nilai faktor daya (cosφ)

Sehingga untuk mencari nilai daya reaktif digunakan persamaan (8) dan daya aktif dengan persamaan (7) sehingga didapat. Daya aktif terjadi di resistor karena pengubahan energi listrik emnjadi panas sedangkan daya reaktif terjadi di kapasitor karena terjadi penggunaan energi listrik untuk menghasilkan medan. Sehingga

Tabel 13. Daya aktif

Daya aktif33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ7,893433 13,94951331 14,67899

Sebelumnya dicari nilai (φ) dari persamaan (6) sehingga

Tabel 14 . nilai sudut

Φ33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ

kapasitor dengan resistor33 kΩ 120 kΩ 200 kΩVmax V max V max

6,2 2,4 1,5

Faktor Daya33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ

0,693181818 0,943182 0,9772727

46,4 19,94 14,06

Lalu dicari nilai daya raktif dihasilkan

Tabel 15. Daya reaktif

daya reaktif33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ8,3332251 1,454038 0,628759

Dilihat dari tabel 9 di hasilkan daya untuk kapasitor semakin menurun dengan perubahan besar resistansi hal ini dikarenakan energi dari energi listrik di ubah keseluruhan menjadi panas pada resistor atau daya pada resistor sesuai denghan tabel 10. sehingga sisa daya yang kecil pada rangakaian RC masuk ke kapasitor.

Dari tabel (13) Daya aktif pada percobaan ini dihasilkan semakin besar sejalan dengan kenaikan resistansi , daya efektif merupkan bentuk daya yangmengkonversi energi listrik menjadi energi panas. Sesuai dengan sifat resistor semakin besar nilainya maka hambatannya besar otomatis energi panas nya besa r yng telah disuplai dari energi listrik

Dari tabel (15) Daya reaktif pada rangakain ini digunakan untuk meghasilkan medan listrik pada rangkaian , yakni terdapt pada kapasitor karena pada kapasitor terdapat medan listrik , pada data hasil perhitungan dihasilkan bahwa semakin kecil karena daya teruntuk merubah menjadi medan sudah terkonversi di resistor menjadi panas sehingga menghasilkan nilai semakin kecil sejalan kenaikan hambatan.

Dari tabel (12) Faktor daya bergantung pada nilai rasio antara daya aktif dengan daya nyata ( daya) sehingga dilihat dari data bahwa terjadi ke kenaikan faktor daya sejalan dengan kenaikan hambatan resistor karenan faktor yang sangat mempengaruhi ini yakni konponen resistro (daya ) semakin meningkat.

Pada percobaan ini ternyata terjadi pergeseran nilai p-p sebesar 0.1 sehingga perlu ditambahkan untuk pengkalibrasian nilai p-p sehingga data yang dihasilkan lebih akurat. Pada

osiloskop ini menvisualisasikan grafik tegangan namun ketika di hold dan distroge maka yag terbaca adala p-p pada waktu itu padahal p-p berubah namun tak begitu besar nilainya.

Kesimpulan dari percobaan osiloskop sebagai penghitung daya efektif ini di hasilkan daya aktif sebesar 7.8 watt (33kohm), 13.9 (120 kohm), 14.6 (200 kohm). Untuk daya reaktif sebesar 8,3 var 33 kohm),1.4 var (120 kohm), 0.62 (200 kohm). Untuk daya nyata sendiri 16,4 watt (33 kohm), 15,6 (120 kohm), 15,3 (200 kohm).

DAFTAR PUSTAKA

[1] Giancoli , Fisika Edisi 5 jilid 2.Jakarta:Erlangga,2001.

[2] Alto,Daya aktif reaktif dan nyata.Jakarta:Univeritas Indonesia,2010.

[3] suryatmo, Teori dasar listrik.Bali:PLN persero tbk,2012.

[4] D. Halliday,Fundamentals Of Physics 9th Edition.USA:John willey& sons,inc.,2011.

[5] Tipler, Fisika untuk sains dan teknik.Jakarta:Erlangga,2001.