elw

PERCOBAAN 1PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA

1.1 TUJUAN UMUM DAN TUJUAN KHUSUS1.1.1 TUJUAN UMUMa. Mengetahui cara kerja mesin arus searah yang dioperasikan sebagai motor.b. Mengetahui sifat motor arus searah dalam arus beban nol maupun berbeban.c. Mengetahui besaran resistansi belitan Motor DCd. Mengetahui cara mengukur besaran resistansi belitan Motor DCe. Mengetahui dan bisa mengoperasikan/menjalankan motor arus searah dengan aman dan benar.f. Mengetahui dan bisa menganalisa/menjalankan urutan-urutan pembebanan kerja Motor DC.g. Mengetahui dan bisa menganalisa pengaruh reaksi jangka pada Motor berbeban.

1.1.2 TUJUAN KHUSUSa. Mencari harga resistansi belitan motor DC dengan menggunakan metode ohm meter.b. Mengetahui dan bisa menganalisa pengaruh tahanan motor DC terhadap kerugian-kerugian motor dan terhadap efisiensi motor.c. Mencari karakteristik beban nol, (Eo = f(Iex); I = 0,n = C).d. Mengetahui dan bisa menganalisa pengaruh tegangan keluaran motor terhadap pengaruh keluaran motor terhadap arus penguatan yang diberikan.e. Mengetahui lengkung histerisis inti besi motor DC.f. Mencari karakteristik beban, (V = f(Iexc); I = nominal; n = C).g. Mengetahui dan bisa menganalisa pengaruh beban terhadap tegangan keluaran.h. Mengetahui dan bisa mencari kerugian reaksi jangkar pada saat motor bebeban.i. Mencari karakteristik efisiensi, ( = f(P); n = C; V = C).j. Mengetahui dan bisa menganalisa daerah operasi kerja yang optimum dari suatu motor DC yang dilihat dari karakteristik efisiensinya.

1.2. DASAR TEORI1.2.1. Pengukuran Resistansi Belitan Motor DCMesin DC bisa dioperasikan sebagai Motor DC maupun sebagai Generator DC. Belitan motor terdiri dari:1. Belitan jangkar2. Belitan kutub bantu3. Belitan eksitasi/belitan medanArus beban mengalir melalui dua belitan yang pertama, belitan ini mempunyai resistensi yang kecil. Sistem pengukuran tahanan belitan jangkar ini ada beberapa metode pengukuran yang bisa dilakukan antara lain metode ohm meter, volt dan ampere meter, metode dinamis dan statis. Dalam percobaan ini kita memakai sistem pengukuran dengan metode ohm meter.Pengukuran resistansi belitan arus penguatan dilakukan dengan menggunakan metoda yang sama dengan pengukuran tahanan belitan jangkar1.2.2. Pengaruh Arus penguatan Terhadap Putaran Motor DCPengaruh muatan pada motor DC ini sangat besar terhadap putarannya. Apabila kita menjalankan motor DC tanpa beban maka arus yang kita butuhkan hanya kecil saja hanya beberapa persen dari arus nominalnya. Hal ini akibat adanya tegangan induksi motor yang hampir sama dengan tegangan yang diberikannya. Oleh karena itu bisa kita asumsikan bahwa V (tegangan yang diberikan ke motor) sama dengan E (tegangan induksi motor).

Dari asumsi diatas kita peroleh formula sebagai berikut :

E = K n ; n = (1.1)E = V I.R (2.2)dimana : V= tegangan suplai motor (Volt)E= tegangan induksi motor (Volt)K= konstanta= Iexc = fluksi akibat arus penguatann = putaran generator (rpm)Pada kondisi beban nol (I = 0), nilai E = V = tegangan suplai motor.Kesimpulan awal didapat bahwa putaran motor berbanding terbalik dengan arus penguatannya. Bentuk karakteristik putaran vs arus penguatan dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 1.1. Karakteristik putaran vs arus penguatan Motor DC

1.2.3. Pengaruh Pembebanan Terhadap Putaran Motor DCSeperti yang telah diterangkan diatas bahwa pengaruh arus penguatan motor sangat berpengaruh terhadap putarannya. Sementara tegangan induksi motor diasumsikan sama dengan tegangan suplainya.Pada motor-motor yang berbeban, besarnya beban sangat berpengaruh terhadap kerugian-kerugian dalamnya, hal ini akan berpengaruh pula terhadap tegangan induksinya yang selanjutnya akan mempengaruhi putarannya.E = K n ; E = V I.RSehingga putaran motor didapat:

n = (2.3)Dimana :V= tegangan suplai motor (Volt)K= konstanta= Iexc = fluksi akibat arus penguatann= putaran generator (rpm)I = arus jangkar (Amp)R = tahanan jangkar (Ohm)

Karakteristik beban dengan arus beban konstan nominal pada Motor DC dapat dilihat seperti pada gambar berikut:

Gambar 1.2. Karakteristik beban dengan arus beban konstan nominal pada motor DC1.2.4. Karakteristik EfisiensiSelama Motor DC beroperasi, terjadi kerugian/kehilangan daya. Besaran rugi-rugi daya dalam berbagai variasi kondisi beban sangat diperlukan untuk menghitung kurva efesiensi mesin.Rugi-rugi Motor DC dijelaskan dibawah ini :a. Rugi-rugi Mekanik Rugi-rugi mekanik menggambarkan rugi-rugi daya dalam bagian yang berputar yaitu karena gesekan di bantalan dan ventilasi. Daya ini hanya tergantung pada putaran dan tidak bergantung pada kondisi beban (beban nol maupun beban penuh harganya sama).b. Rugi-rugi BesiRangkaian magnetic Motor DC yang diakibatkan arus penguatan pada bagian yang tetap (stator) yang berinteraksi dengan putaran rotor akan menimbulkan kerugian. Kerugian ini diakibatkan oleh histeris magnet dan arus Eddy. Kehilangan daya ini menunjukkan rugi-rugi besi Motor DC yang erat hubungannya dengan harga fluks yang dibangkitkan kutub dan kecepatannya.c. Rugi-rugi Tahanan Belitan JangkarRugi-rugi ini harus dihitung berdasarkan perkalian antara besarnya arus yang melewati belitan jangkar dengan besarnya resistansi jangkarnya yaitu P = Ia2.Ra (2.4)Dimana : P = rugi-rugi belitan (watt)Ra = tahanan jangkar (Ohm)Ia = arus jangkar (Amp)Untuk mencari karakteristik efesiensi, motor dibebani sesuai dengan kondisi beban yang dibutuhkan dan pengukuran daya dilakukan pada sisi yang dibangkitkan maupun yang diserapi. Efesiensi merupakan perbandingan antara keduanya.

(2.5)P = V.I Dimana V = tegangan motor (Volt)I = arus motor (Amp)Bentuk karakteristik efisiensi Motor DC seperti pada gambar berikut:

Gambar 2.3. Karakteristik efisiensi Motor DC1.3. DATA SPESIFIKASI MOTOR DC Data Spesifikasi Motor DCDaya nominal: 5 kWTegangan nominal: 400 VKecepatan nominal: 3000 rpmArus nominal: 14,2 AArus eksitasi: 0,56 AIsolasi: klas F Data Spesifikasi Beban (Generator DC)Daya nominal: 5 kWTegangan nominal: 400 VKecepatan nominal: 3000 rpmArus nominal: . AArus eksitasi: AIsolasi: klas F1.4. LANGKAH PERCOBAAN1.4.1. Pengukuran Tahanan Belitan1. Mengukur tahanan belitan jangkar dan belitan medan Motor DC dengan menggunakan ohm meter.2. Mencatat hasil pengukuran ke dalam tabel data yang telah disediakan

1.4.2. Mencari karakteristik Putaran vs Arus Penguatan1. Menggambar rangkaian percobaan untuk mencari karakteristik beban nol.2. Membuat urutan kerja (hati-hati dalam menjalankan mesin tanpa ada arus penguatannya). Motor diputar dengan menggunakan tahanan awal/tahanan asut atau menggunakan regulator untuk mengurangi arus start yang besar. Maksimum putaran yang bisa dicapai 3000 rpm dan minimum 2000 rpm.3. Apabila sudah disetujui oleh pembimbing, melakukan percobaan.4. Mencatat hasil pengukuran ke dalam tabel data yang telah disediakan.

1.4.3. Mencari Karakteristik Pengaruh Pembebanan Terhadap Putaran Motor DC1. Menggambar rangkaian percobaan untuk mencari karakteristik pengaruh pembebanan terhadap putaran. 2. Membuat urutan kerja dan melakukan percobaan, sebelum motor dibebani memutar motor pada putaran nominal yaitu 3000 rpm mencatat semua alat ukur pada kondisi ini. Membebani motor dengan generator DC (dalam hal ini akan dibantu oleh pembimbing). Mencatat setiap kodisi pembebanan sehingga mencapai kondisi nominalnya.3. Mencatat data hasil percobaan ke dalam tabel data yang tersedia

1.4.4.Pengukuran Efesiensi Motor DC1. Menggambar rangkaian percobaan untuk mencari besarnya efesiensi motor DC 2. Membuat urutan kerja dan melakukan percobaan, sebelum motor dibebani memutar motor pada putaran nominal yaitu 3000 rpm mencatat semua alat ukur pada kondisi ini. Membebani motor dengan generator DC (dalam hal ini akan dibantu oleh pembimbing). Mencatat setiap kodisi pembebanan sehingga mencapai kondisi nominalnya dengan mengatur arus penguatannya. Mencatat daya yang masuk ke motor yang dikeluarkan generator.3. Mencatat data hasil percobaan ke dalam tabel data yang tersedia4. Efesiensi yang akan dihitung adalah efesiensi total antara motor dan generator.Dari data percobaan yang diperoleh, membuat analisa data dan kesimpulanRangkaian Percobaan Secara keseluruhan :

1.5. DATA HASIL PENGAMATAN1.5.1. Pengukuran Resistansi BelitanNoTahanan Jangkar (Ra)Tahanan Belitan (Rexm)

11 58 x 10 = 580

1.5.2. Tabel Karakteristik putaran (n) vs Arus Penguatan (Iex) Tanpa BebanNon (rpm)Iexm (A)Vexm (V)Im (A)Vm (V)

1

2

3

4

5

6

Ket:n = putaran ; Iexm = arus penguatan motor ; Vexm = tegangan penguatan motor ; Vm = tegangan jangkar motor, Im = arus jangkar motor1.5.3. Tabel Karakteristik Pengaruh Pembebanan Terhadap Putaran Motor DCNoMotor DCGenerator DC

Vm [V]Im [A]Vexm (V)Iexm [A]n (rpm)Vg [V]Ig [A]Vexg [V]Iexg [A]R ()

11000,91250,19168714501830,40

2853,21260,191227941,21830,2175

3853,41260,191187881,351830,2255

4853,61260,191157841,51830,2248

5853,951260,191135811,61830,2245

6854,21260,191114791,81830,2238

Ket:n = putaran; Iexm = arus penguatan motor; Vexm = tegangan penguatan motor ; Vm = tegangan motor, Im = arus jangkar motor ; Iexg = arus penguatan generator ; Vexg = tegangan penguatan generator ; Vg = tegangan jangkar generator, Ig = arus jangkar generator1.5.4. Tabel Karakteristik Luar Motor DC dan EfesiensiNoMotor DCGenerator DC

Vm [V]Im [A]Vexm (A)Iexm [A]Pm(W)n (rpm)Vg [V]Ig [A]Vexg [V]Iexg [A]Pg (W)R ()

1890,81270,1971,2150012501830,2100

2894,75830,125422,7515001131,451830,21163,8575

3895,25840,125467,2515001101,751830,21192,555

4894,7840,125418,315001101,61830,2117660

Ket:n = putaran; Iexm = arus penguatan motor; Vexm = tegangan penguatan motor; Vm = tegangan motor, Im = arus jangkar motor ; Iexg = arus penguatan generator; Vexg = tegangan penguatan generator; Vg = tegangan generator; Ig = arus jangkar generator; = efesiensi generator.

1.6. ANALISA DATAa. Mencari Efesiensi SistemDengan menggunakan tabel karakteristik luar Motor DC dan efisiensi kita dapat mencari efesiensi system, yaitu :

sistem = = = 0 %

sistem = = = 38,76 %

sistem = = = 41,19 %

sistem = = = 42,08 %b. Mencari Rugi-Rugi Jangkar Pa = Ra . Ia2 = 1 . (0,8)2 = 0,64 W Pa = Ra . Ia2 = 1 . (4,75)2 = 22,56 W Pa = Ra . Ia2 = 1 . (5,25)2 = 27,56 W Pa = Ra . Ia2 = 1 . (4,7)2 = 22,09 Wc. Menghitung Rugi-rugi Belitan Medan Pf = Rf . Iexg2 = 580 . (0,21)2 = 25,578 Wd. Menghitung Rugi-rugi Motor DC Pm = Pa + Pf = 0,64 W + 25,578 W = 26,218 W Pm = Pa + Pf = 22,56 W + 25,578 W = 48,13 W Pm = Pa + Pf = 27,56 W + 25,578 W = 53,138 W Pm = Pa + Pf = 22,09 W + 25,578 W = 47,668 W

Dari hasil perhitungan di atas maka, dapat dituliskan dalam tabel berikut:NoEfisiensi Sistem (%)Rugi-rugiPa (W)Rugi-rugiPf (W)Rugi-rugiPm(W) =Pa+Pf

100,6425,57826,218

238,7622,5625,57848,13

341,1927,5625,57853,138

442,0822,0925,57847,668

1.6. GRAFIK1.8.1 Karakteristik Pembebanan (n = f (Ia); n = f(T); V = C; Iex = C)

1.8.2 Karakteristik Efisiensi ( = f(Pm); n = C; V = C).

1-14

IexnIanPSumber DCRegulator dan PenyearahAAVVRSumber DCAVRAVSumber PLN 1 fasa atau 3 fasan