Beban Listrik

Pendahuluan

Dalam suatu rangkaian listrik selalu dijumpai suatu sumber dan beban. Bila sumber listrik DC, maka sifat beban hanya bersifat resistif murni, karena frekuensi sumber DC adalah nol.

Reaktansi induktif (XL) akan menjadi nol yang berarti bahwa induktor tersebut akan short circuit. Reaktansi kapasitif (XC) akan menjadi tak berhingga yang berarti bahwa kapasitif tersebutakan open circuit. Jadi sumber DC akan mengakibatkan beban beban induktif dan beban kapasitif tidak akan berpengaruh pada rangkaian.

Bila sumber listrik AC maka beban dibedakan menjadi 3 sebagai berikut :

•       Beban Resistif (R)

•       Beban induktif (L)

•       Beban Kapasitif (C)

1. Beban Resistif

Beban resistif yang merupakan suatu resistor murni yang terdiri dari komponen tahanan ohm saja (resistance), contoh : lampu pijar, pemanas. Beban ini hanya menyerap daya aktif dan tidak menyerap daya reaktif sama sekali. Tegangan dan arus se-fasa.

Secara matematis dinyatakan :    R = V / I

Dimana:

 R = Hambatan (ohm)

 V = Tegangan (volt)

 I = Kuat Arus (ampere)

Grafik beban resistif:

2. Beban Induktif

Beban induktif adalah beban yang mengandung kumparan kawat yang dililitkan pada sebuah inti biasanya inti besi, contoh : motor – motor listrik, induktor dan transformator. Beban ini mempunyai faktor daya antara 0 – 1 “lagging”. Beban ini menyerap daya aktif (kW) dan daya reaktif (kVAR). Tegangan mendahului arus sebesar φ°. Secara matematis dinyatakan :

RUMUS :       XL = 2πf.L

Dimana: XL = Reaktansi induktif (ohm)

               f  = Frekuensi (Hz)

               L = Induktansi (H)

Grafik beban induktif:

3. Beban Kapasitif

Beban kapasitif adalah beban yang mengandung suatu rangakaian kapasitor. Beban ini mempunyai faktor daya antara 0 – 1 “leading”. Beban ini menyerap daya aktif (kW) dan mengeluarkan daya reaktif (kVAR). Arus mendahului tegangan sebesar φ°.

Secara matematis dinyatakan :

Rumus:      XC = 1 / 2πfC

Dimana:

 XC = Reaktansi Kapasitif (ohm)

 f = Frekuensi (Hz)

 C = Kapasitas Kapasitor (farad)

Grafik beban kapasitif:

Rangkaian R-L-C Seri

Hambatan seri R, X_L dan X_C dihubungkan dg teg. bolak-balik V.

Hukum Ohm I :

   Keterangan:

   V_R = beda potensial antara ujung2 R

   V_C = beda potensial antara ujung2 X_C

   V_L = beda potensial antara ujung2 X_L

Besar tegangan total V ditulis secara vektor :

Hambatan R, X_L dan X_C juga dijumlahkan secara vektor :

 Keterangan:

 Z = impedansi (Ohm)

Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah :