MODUL 1cuy7ydoy

8/18/2019 MODUL 1cuy7ydoy

1/25

MODUL 1

RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN

1.1 Tujuan

1. Mengetahui karakteristik pembagi tegangan tanpa beban.

2. Mengetahui cara percobaan pembagi tegangan tanpa beban.

1.2 Dasar teori

Rangkaian pembagi tegangan biasanya digunakan untuk membuat suatu

tegangan referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, titik tegangan referensi

pada sensor.untuk memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi

bias pada komponen pasif. Rangkaian pembagi tegangan dengan output (Vo) dari

tegangan sumber (VF!) menggunakan resistor pembagi tegangan R1 dan R2

seperti "ambar 1.1.

"ambar 1.1 Rangkaian pembagi tegangan#ada "ambar 1.1 terlihat rangkaian pembagi tegangan yang dapat

dirumuskann tegangan output Vo. $rus (%) mengalir pada R1 dan R2 sehingga

tegangan sumber (V) adalah pen&umlahan antara Vs dan Vo sehingga dapat

dirumuskan sebagai berikut '

V FBT =V

R 1+V

R2= IR

1+ IR

2 (1.1)


2/25

1.2.1 Prinsip Kerja Rangaian Pe!"agi Tegangan

"ambar 1.2 #rinsip ker&a rangkaian pembsgi tegangan

Rangkaian pembagi tegangan berfungsi membagi tegangan inputmen&adi beberapa bagian tegangan output. #ada contoh rangkaian diatas,

tegangan input Vin dibagi men&adi dua buah tegangan yaitu tegangan V1 dan

tegangan V2. erdasarkan hukum ohm dapat diketahui baha nilai V1 sama

dengan kuat arus (%) kali Resistor (R1) dan V2 sama dengan kuat arus (%) kali

Resistor (R2). edangkan nilai % adalah tegangan Vin dibagi resistor total

(Rtotal) yang merupakan hasil dari resistor R1 ditambah resistor R2.

V1 * % + R1 - % * V1/R1 (1.1)

V2 * % + R2 - % * V2/R2 (1.2)

% * Vin / (R 1 0 R 2) (1.)

ari ketiga persamaan diatas dapat diperoleh persamaan mencari V2 tanpa

menghitung kuat arus lebih dulu, yaitu dengan mensubstitusikan persamaan

1.1 dan persamaan 1.2 pada persamaan 1..


3/25

% * Vin / (R10R2) (1.3)

V1/R1 * Vin / (R10R2) (1.4)

V1 * R1 + Vin / (R10R2) (1.5)

dengan cara yang sama dapat dicari persamaan tegangan 62 berikut ini '

% * Vin / (R10R2) (1.7)

V2/R2 * Vin / (R10R2) (1.8)

V2 * R2 + Vin / (R10R2) (1.9)

1.2.2 Trans#or!ator $%&"a'

!rafo flyback adalah salah satu komponen yang sangat bermanfaat

untuk menghasilkan tegangan tinggi dan tegangan rendah. :ang dibutuhkan

oleh monitor. !rafo flyback dipasang pada bagian hori;ontal output yang

utamanya berfungsi untuk menghasilkan tegangan tinggi untuk anode tabung

gambar yang besarnya antara 2< hingga < kV.

isini pulsa hori;ontal saat retrace dimanfaatkan untuk menghasilkan

induksi tegangan tinggi. !egangan tinggi yang masih berbentuk pulsa-pulsa


4/25

ini kemudian disearahkan menggunakan diode internal yang sudah terdapat

didalam flyback. ebagai filter tegangan tinggi digunakan lapisan a=uadeg

tabung gambar, oleh karena itu tabung gambar masih menyimpan tegangan

&ika saklar dimatikan. $=uadag merupakan lapisan konduktor yang terdapat

didalam dan diluar tabung yang membentuk semacam kapasitor tegangan

tinggi dengan nilai beberapa ribu pF sa&a, dengan kaca tabung gambar itu

sendiri sebagai isolator. >leh karena itu lapisan luar tabung gambarharus

selalu dihubungkan ke ground.

#ada trafo flyback frekuensi tinggi yang dihasilkan dapat berkisar

antara 14 k?; hingga 4< k?; pada saat trafo flyback ini beroperasi.


5/25

1.( Rangaian Per'o"aan

"ambar 1. Rangkaian pembangkitan tegangan tinggi @ dan pembagi

tegangan

"ambar 1.3 Rangkaian pembagi tegangan

1.) Pera%atan

1. Multimeter

2. Rangkaian pembagi tegangan

(. Aabel penghubung

). #embangkit tegangan tinggi @

1.* Langa+ Per'o"aan

1. Rangkaian percobaan disusun seperti pada "ambar 1. dan 1.3.

2. Variasikan nilai Vin sesuai petun&uk asisten.

. Bkurlah nilai Vru dengan menggunakan alat ukur.

3. Caikkan nlai Vin sesuai petun&uk asisten, dan ukurlah nilai VRB dan f.

4. ?itunglah nilai VF! dan VR# .

5. uatlah grafik Vin V VF!, dan Vin V VRB.

1., -urna% Pratiu!

Ta"e% 1 Data +asi% per'o"aan

No in /o%t0 $ /0 RU/o%t0

1

2


6/25

(

)

*

,

34

5

16


7/25

MODUL 2

PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI D7

2.1 Dasar Teori2.1.1Pe!"angit Tegangan Tinggi D7

#rinsip tegangan tinggi @umumnya banyak digunakan dalam fisika

terapan seperti instrumen dalam bidang nuklir (akseleration, mikroskop electron).

#eralatan electron (Dray), peralatan industry dan penyaringan gas buang di

pembangkit listrik atau elektronika komunikasi.

Aebutuhan bentuk tegangan, tingkat tegangan dan besar arus serta

kestabilan dari pembangkit tegangan tinggi tersebut akan berbeda satu aplikasi

dengan yang lainnya. alah satu prinsip untuk membangkitkan tegangan tinggi

menggunakan Entingkat sirkuit bertingkat satu fasa cockcroft aton atau

greinacher. #rinsip ker&a ini digambarkan pada "ambar 2.1.

"ambar 2.1 Rangkaian @ockcroft

!egangan tinggi searah dibutuhkan pada pengu&ian isolasi peralatan yang

kapasitasnya besar seperti kabel dan kapasitor untuk meneliti ter&adinya peluahan

muatandan penelitian sifat-sifat dielektrik beban. !egangan tinggi searah

dibangkitkan dengan menyearahkan tegangan tinggi bolak-balik.

Rangkaian sama dengan rangkaian penyearah elektronika, tetapi semua

komponen dirancang untuk mampu untuk memikul tegangan tinggi,


8/25

"ambar 2.2 Rangkaian pembangkit tegangan tinggi @ dengan penyearah

setengah gelombang

"ambar 2.

!egangan keluaran penyearah setengah gelombang

ika dibutukan tegangan keluaran yang lebih rata maka diterminal keluaran

dipasang kapasitor perata. edangkan rangkaian pembangkit tegangan tinggi @

menggunakan flyback con6erter yang dirancang pada blok diagram.

2.1.2 $eno!ena Tegangan Tinggi

#ada tegangan tinggi terdapat fenomena-fenomena yang ter&adi,

diantaranya '

a. parko6er, merupakan peristia pelepasan benda akibat tegangan tinggi

yang tidak melalui permukaan. @ontohnya pada isolasi cair.

b. Flasho6er, merupakan peristia pelepasan benda akibat tegangan tinggi

yang melalui permukaan.

c. kin Gffect, merupakan peristia mengalirnya arus di kulit konduktor,

akibat tegangan dengan frekuensi tinggi.

2.1.( Me!a+a!i $%&"a' Tran'#or!ator /$BT0

!rafo flyback adalah salah satu komponen monitor yang sangat bermanfaat

untuk menghasilkan tegangan tinggi dan tegangan rendah yang dibutuhkan oleh

monitor, trafo flyback dipasang pada bagian hori;ontal-output yang utamanya

berfungsi untuk menghasilkan tegangan tinggi untuk anode tabung gambar yang

besarnya antara 2< sampai < kV. isini pulsa hori;ontal saat retrace

dimanfaatkan untuk menghasilkan induksi tegangan tinggi. !egangan tinggi yang


9/25

masih berbentuk pulsa-pulsa ini kemudian disearahkan menggunakan diode

internal yang sudah terdapat didalam flyback sebagai filter tegangan tinggi

digunakan lapisan a=uadag tabung gambar, oleh karena itu tabung gambar kadang

masih menyimpan tegangan &ika saklar dimatikan. $=uadag merupakan lapisan

konduktor yang terdapat didalam dan diluar tabung yang membentuk semacam

kapasitor tegangan tinggi dengan nilai beberapa ribu pF sa&a, dengan kaca tabung

gambar itu sendiri sebagai isolator. >leh karena itu lapisan luar tabung gambar

harus selalu dihubungkan ke ground.

2.2 Rangaian Per'o"aan

"ambar 2.3 Rangkaian percobaan pembangkitan tegangan tinggi impuls

2.( -urna% Pratiu!

!abel 1 ata ?asil #ercobaan Fenomena Aorona

Fenomena Vin (Volt) f (k?;)

Aorona

!abel 2 ata ?asil #ercobaan Fenomena park


park

!abel ata ?asil #ercobaan Fenomena $rch


$rch


10/25

MODUL (

RANGKAIAN PENGGANDA TEGANGAN

(.1 Tujuan

1. Mengetahui karakteristik pengganda tegangan tanpa beban.

2. Mengetahui cara percobaan pada pembagi tegangan tanpa beban.

(.2 Dasar Teori

ebuah pengganda tegangan adalah sebuah sirkuit elektronik yang mengubah

daya listrik $@ bertegangan rendah men&adi tegangan@ yang lebih tinggi dengan

menggunakan kondensator dan diode yang dirangkai men&adi &aringan tertentu

#engganda tegangan dapat digunakan sebagai pan&ar tegangan dari beberapa

mili6olt hingga &utaan 6olt seperti untuk kepentingan penelitian fisika energi

tinggi dan pengetesan keamanan terhadap petir. #engganda tegangan yang paling

umum adalah pengganda deret separuh gelombang, atau dikenal dengan

aliran Villard (sebenarnya ditemukan oleh ?einrich "reinacher ).

"ambar .1 Rangkaian pengganda tegangan

a. Rangkaian Villard

Rangkaian ini merupakan rangkaian pengganda, tegangan yang paling sederhana

Aapasitor @ dimuati hingga tegangan puncak −B ! sehingga meningkatkan

potensial terminal keluaran tegangan tinggi terhadap trafo sebesar

tegangan tersebut. Bntuk kondisi tanpa beban berlaku persamaan berikut'

Rangkaian 6illard dapat dilihat pada gambar berikut H

https://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_elektronikhttps://id.wikipedia.org/wiki/Listrik_AChttps://id.wikipedia.org/wiki/DChttps://id.wikipedia.org/wiki/Kondensatorhttps://id.wikipedia.org/wiki/Diodehttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Panjar&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Volthttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Villard&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Heinrich_Greinacher&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Listrik_AChttps://id.wikipedia.org/wiki/DChttps://id.wikipedia.org/wiki/Kondensatorhttps://id.wikipedia.org/wiki/Diodehttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Panjar&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Volthttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Villard&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Heinrich_Greinacher&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_elektronik


11/25

"ambar .2 Rangkaian Villard diagram rangkaian, (b) kur6a tegangan

b. Rangkain #engganda "rainacher

"ambar . Rangkaian pongganda "reinacher (a) diagram rangkaian, (b)

kur6a tegangan

Rangkaian #engganda "reinacher alam gambar 3. 4 ditun&ukkan

perluasan rangkaian Villard dengan penyearah V2 yang memungkinkan

pemasangan kapasitor perata @2. Bntuk kondisi tanpa beban berlaku

persamaan berikut'

umlah tegangan balik dari penyearah dalam rangkaian ini sama dengan-

dua kali tegangan keluaran B yang &uga berlaku untuk setiap rangkaian

penyearah yang memuat komponen perata tegangan searah.

c. Rangkaian Iimmermansi-Jittka


12/25


13/25

"ambar .5 @ontoh rangkaian penyearah (kondisi tanpa beban)

"ambar diatas digunakan untuk arus keluaran yang cukup besar (1


14/25

(.( Rangaian Per'o"aan

"ambar .7 Rangkaian percobaan pengganda tegangan


15/25

(.) Pera%atan

1. Multimeter

2. Rangkaian kombinasi tegangan

(. Aabel penghubung

). Voltmeter

(.) Langa+ Per'o"aan

1. usunlah rangkaian seperti pada "ambar .7.

2. Cilai Vin dinaikkan sesuai petun&uk asisten.

(. Bkurlah nilai Vin, VR1 dan nilai arus.

). #ercobaan dilakukan dengan mem6ariasikan nilai Vin sebanyak 1< kali.

*. Masukkan data hasil percobaan kedalam tabel.

(.* -urna% Pratiu!

!abel 1 ata ?asil #ercobaan

Co Vin (Volt) VRB (Volt) % (m$)

1

2

3

4

5

7

8

91


16/25

MODUL )

PENGU-IAN TEGANGAN TEMBU8 MIN9AK TRA$O

).1 Tujuan

#engu&ian tegangan tembus atau kekuatan dielektrik pada minyak trafo sesuai

dengan standar #KC # umatera.

).2 Dasar Teori

).2.1 Pe!"angitan Tegangan Tinggi A7

Bntuk pengu&ian tegangan tembus digunakan tegangan tinggi $@ untuk

membangkitkan tegangan tinggi arus bolak-balik. !rafo u&i yang digunakan adalah

trafo satu fasa. ?al ini disebabkan pengu&ian biasanya dilakukan untuk setiap fasa.

).2.2 Iso%asi 7air

%solasi sifat atau bahan yang dapat memisahkan secara elektrik dua buah

penghantar agar tidak ter&adi tembus yang tidak diinginkan. Menurut macam

bahan yang dipakai, bahan isolasi dapat dibagi men&adi golongan yaitu isolasi

padat, isolasi cair dan isolasi gas. Aemampuan isolasi dalam menahan tegangan

tembus mempunyai batas-batas tertentu sesuai dengan material penyusun dan

lingkungan sekitarnya.$pabila tegangan diterapkan melebihi kuat medan isolasi maka akan

ter&adi tembus atau breakdon yang menyebabkan ter&adinya aliran arus antara

peralatan tegangan tinggi.

).2.( Tegangan Te!"us Iso%asi 7air

!egangan tembus ialah tegangan ketika pada sebuah isolator itu sudah

mencapai titik mampu melaan stress tegangan diantara elektroda yang terpisah

yang memiliki beda potensial.

Menurut standarisasi #KC 39-1 tegangan tembus yang harus dipenuhi untuk

spesifikasi minyak isolasi adalah L< kV/2.4 mm

).2.) Pers&aratan Min&a 8e"agai iso%asi

• Viskositas yang rendah untuk mempermudah sirkulasi.

• !itik nyala yang tinggi untuk mencegah ter&adinya kebakaran.

• ebas asam untuk mencegah karat dari tembaga dan kerusakan pada

isolasi belitan.

• !idak bersifat korosif.

• !ahan terhadap oksidasi.

• Mempunyai kekuatan dielektrik (tegangan tembus) yang tinggi.

• !idak mengandung sedimen


17/25

!abel 3.1 !ingkatan standar minyak trafo

Co. tandar

1. %G@ %nternational standard

2. , $!M, %, C% Cational specifications

. $, "G@-$hlstom, Bnindo !ransformer producer specifications

3. !C, #KC #oer distributor specifications

).2.* Pengujian !in&a iso%asi

?arga suatu transformator adalah mahal, tetapi memantau un&uk ker&a sistem

transformator melalui kondisi minyak tidak mahal dibanding dengan biaya &ika

transformator mengalami kegagalan (failure). engan demikian masa hidup

transformator diharapkan lama kira-kira 3< tahun, bahkan dengan minyak trafo

yang kualitasnya sangat baik diharapkan setara dengan masa hidup transformator.

Menurut studi yang dilakukan B %nspection and %nsurance @ompanies,

baha 1< kegagalan transformator tenaga adalah karena deteriosasi bahanisolasi dan kegagalan internal No6er loadN dalam lilitan tegangan tinggi yang

disebabkan bertambahnya deposit/ sludge.

Bntuk itu pemantauan dan pemeliharaan kualitas minyak adalah sangat

penting guna men&amin keandalan operasi peralatan listrik khususnya

transformator, dan para ahli yang berenang telah menetapkan petun&uk dalam

bentuk standar u&i dan spesifikasi teknik seperti %G@, $!M, dll.

Minyak trafo baru (Bnused mineral insulating oil) %G@ 5


18/25

Aeasaman

Aadar air

Aetahanan oksidasi

Aorosi lempengan

tembaga

edimen

Viskositas

ensitas

!itik nyala

!egangan antar muka

!itik tuang

!egangan tembus

!ahanan &enis

Faktor kebocoran dielektrik,

tan delta

!abel 3. atasan Minyak %solasi aru %G@ 5


19/25

2.3 Aadar sulfur !idak disyaratkan

2.4 $ditif anti oksidan

B' !idak terdedeksi

!' MaO.


20/25

P < mg/kg untuk P 17< kV

$ngka kenetralan (keasaman) ?/g

3 edimen !idak terukur (


21/25


22/25

Aandungan air dalam minyak isolasi berasal dari udara (atmosfir), diu&i dengan

metoda Aarl Fisher @oulometric dan mengacu pada standar %G@ 813.

. B&i oksidasi

B&i ketahanan oksidasi adalah peristia oksidasi minyak dengan kondisi dan

aktu tertentu atau ukuran baik tidaknya (ketahanan) suatu minyak trafo baru

terhadap oksidasi. alam proses ini akan menghasilkan sedimen dan asam.

#engu&ian mengacu kestandar %G@ 73.

A. B&i korosi kepingan tembaga

B&i korosi kepingan tembaga adalah suatu u&i kemampuan minyak isolasi untuk

mengakibatkan korosi pada kepingan tembaga dengan aktu dan suhu tertentu.

engan adanya korosif senyaa sulfur yang merugikan akan menghasilkandeteriosasi pada logam yang besarnya tergantung pada &umlah dan tipe korosif,

aktu dan suhu. #engu&ian mengacu ke standar $!M 1274 .

K. B&i tegangan tembus

!egangan tembus adalah tegangan dalam kV yang diperlukan untuk menembus

lapisan minyak setebal 1 cm diantara 2 buah elektroda dan dinyatakan dalam

k6/cm dalam kondisi suhu kamar. !egangan tembus yang rendah menun&ukkan

adanya kontaminasi seperti air, kotoran atau partikel yang tidak dikehendaki.

Metode u&i yang dipakai adalah standar %G@ 145.

M. B&i "$ (issol6ed "as $nalysis)

Metode ini mencakup ekstraksi dan pengukuran gas-gas terlarut dalam minyak

isolasi. "as-gas tersebut dihasilkan dari hasil oksidasi yang berasal dari minyak

isolasi dan kertas (selulosa) seperti hidrogen, metan, etan, etilen, asetilen, karbon

monoksida, karbon dioksida. #engu&ian ini bertu&uan untuk mengetahui kondisi

dan gangguan (fault) yang ter&adi pada operasional trafo.


23/25

).( Prose;ur Pengujian

A. Pengaturan Me;ia Pengujian

1. #raktikan menyiapkan alat u&i dan peralatan bantu yang diperlukan.

2. #raktikan menyiapkan 6essel dari botol (untuk sampel minyak yang dibaa

ke laboratorium) tempat contoh minyak trafo.

(. !empeatur minyak dipastikan tidak melebihi dari 2


24/25


25/25

Da#tar Pustaa

$bdul, yakur. S#erbandingan !egangan !embus Medan %solasi Bdara dan Media

%solasi Minyak !rafo Menggunakan Glektroda idangT. emarang '

Bni6ersitas iponegoro.

udiyantoro, Gko dkk. 2

MODUL 1cuy7ydoy

Documents