kelas_smk_teknik-transmisi-tenaga-listrik-jilid-1_aslimeri

Aslimeri, dkk.TEKNIKTRANSMISITENAGA LISTRIKJILID 1SMK Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undangTEKNIKTRANSMISITENAGALISTRIKJILID 1Untuk SMKPenulis : Aslimeri Ganefri Zaedel HamdiPerancang Kulit : TIMUkuran Buku : 17,6 x 25 cmASL ASLIMERIt Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 1 untuk SMK /oleh Aslimeri, Ganefri, Zaenal Hamdi ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008. ix, 170 hlm Daftar Pustaka : Lampiran. A ISBN : 978-979-060-159-8 ISBN : 978-979-060-160-4Diterbitkan olehDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008

KATA SAMBUTANPuji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan SekolahMenengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasardan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakankegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatanpembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK.Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan StandarNasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telahdinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam prosespembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepadaseluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luasoleh para pendidik dan peserta didik SMK.Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download),digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Denganditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagimasyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruhIndonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untukmengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepadapara peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapatmemanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku inimasih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritiksangat kami harapkan. Jakarta, 17 Agustus 2008 Direktur Pembinaan SMK

Kata Pengantar Akhir-akhir ini sudah banyak usaha penulisan dan pengadaan buku-buku teknik dalam Bahasa Indonesia. Namun untuk Teknik Elektro, hal inimasih saja dirasakan keterbatasan-keterbatasan terutama dalammengungkapkan topik atau materi yang betul-betul sesuai dengankompetensi dalam bidang Transmisi Tenaga Listrik untuk SekolahMenengah Kejuruan. Hal inilah yang mendorong penulis untuk menyusunbuku ini agar dapat membantu siapa saja yang berminat untukmemperdalam ilmu tentang Transmisi Tenaga Listrik. Dalam buku ini dibahas tentang : pemeliharaan sistim DC, pengukuranlistrik, tranformator, gandu induk ,saluran udara tegangan tinggi, kontruksikabel tenaga dan pemeliharaan kabel tenaga . Penulis menyadari masih banyak kekurangan- kekurangan baikdalam materi maupun sistematika penulisan, untuk itu saran-saran dan kritikyang membangun guna memperbaiki buku ini akan diterima dengan senanghati. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak-banyak terimakasih kepada Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan DirektoratJenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah DepertemenPendidikan Nasional yang telah memberikan kesempatan kepada penulisuntuk menulis buku ini dan Drs.Sudaryono, MT yang telah bersedia menjadieditor buku ini. Juga penulis megucapkan terima kasih kepada ManegerPLN (persero) Udiklat Bogor yang telah banyak membatu penulis dalammenyediakan bahan untuk penulisan buku ini . Harapan penulis semoga buku ini ada mamfaatnya untukmeningkatkan kecerdasan bangsa terutama dalam bidang teknik elektro . Penulis i

Daftar IsiKata Pengantar …………….................................................... i iiDaftar isi ……………………….......................... ixDiagram Pencapaian Kompetensi ............................................... 1 1 JILID 1 3 6BAB. I. PEMELIHARAAN DC POWER .................................. 7 81.1. Hukum Ohm ………....................... 15 201.2. Hukum Kirchoff ......… ........................ 25 251.3. Daya Dalam Rangkaian DC ………………............. 26 271.3.1. Prinsip Dasar Rangkaian DC …............................... 29 301.3.2. Hubungan Antara Arus Tegangan dan Tahanan ............. 31 311.4. Komponen Semikonduktor ……………….................. 31 331.5. Sistem DC Power ………………...................................... 34 371.6. Charger (Rectifier) …………………………………….. 37 381.6.1. Jenis Charger …....................................................... 38 391.6.2. Prinsip Kerja Charger ........................................... 39 461.6.3. Bagian-Bagian Charger ............................... 48 521.7. Automatic Voltaga Regulator ………………........................ 54 541.7.1. Komponen Pengantar Seting Tegangan ....................... 54 551.7.2. Komponen Pengantar Seting Floating ....................... 56 581.7.3. Komponen Pengantar Seting Equalizing ....................... 61 631.7.4. Komponen Pengantar Seting Arus ....................... 63 641.8. Rangkaian voltage Dropper ………………............................ 651.9. Rangkaian Proteksi Tegangan Surja Hubung....................... ii1.10. Pengertian beterai .....................................................1.10.1. Prinsip kerja baterai ...............................................1.10.2. Prinsip kerja baterai asam-timah .................................1.10.3. Poses pengisian baterai ....................... ……….............1.10.4. Prinsip kerja baterai alkali....................................................1.11. Jenis-jenis Baterai ………………................... ...1.12. Bagian-bagian Utama Baterai ……………….........................1.13. Instalasi Sel Baterai ………………......................................1.14. Pentilasi Ruang Baterai ………………..........................1.15. Pengertian pemeliharaan DC power ...................................1.15.1. Tujuan Pemeliharaan ...............................................1.15.2. Jenis Pemeliharaan ...............................................1.15.3. Pelaksanaan Pemeliharaan ....................... ……….1.15.4. Kegiatan Pemeliharaan .......................1.15.5. Pemeliharaan Charger ………………..................................1.15.6 Pengukuran Arus Output Maksimum ....................................1.16 Jadwal dan Chek list Pemeliharaan Charger ........................1.16.1. Pemeliharaan Baterai ...............................................1.16.2. Cara pelaksanaan pengukuran tegangan .......................1.16.3. Pengukuran Berat Jenis Elektrolit ……….........................

1.16.4. Pengukuran Suhu Elektrolit ................................... 68 701.16.5. Jadwal pemeliharaan periodik baterai ....................... 73 731.17. Pengujian dan shooting pada DC Power................................. 75 811.17.1. Pengujian Indikator Charger ..................................... 90 911.17.2. Pengujian Kapasitas Baterai ............................................... 951.17.3. Pengujian kadar Potassium Carbonate ( KZC03 ) ............. 971.18. Trouble shooting ................................... 97 981.18.1. Kinerja Baterai ……………….................................. 101 1091.19. Keselamatan kerja ……………….................................... 111 111BAB. II. PENGKURAN LISTRIK ……………….............. 112 1142.1. Pengertian Pengukuran ………………........................... 116 1172.2. Besaran Satuan dan dimensi ……………….......................... 118 1202.3. Karaktaristik dan Klasifikasi Alat Ukur ………...................... 120 1212.4. Frekuensi Meter ………………....................................... 123 1232.5. Kwh Meter ……….............. .................................................... 123 1252.6. Megger ……………………............................... 1272.7. Fase Squensi ………………............................................ 128 1282.8. Pengukuran Besaran Listrik …………................................. 130 1312.9. Prinsip kerja Kumparan Putar ……………….......................... 132 1322.10. Sistem Induksi ………………................................................ 133 1352.11. Sistem Elektro Dinamis …........................................... 135 1372.12. Sistem Kawat Panas ................................................ 137 1422.13. Alat Ukur Elektronik …................................................... 144 1502.14. Alat Ukur dengan Menggunakan Transformator …........ 1532.15. Macam-macam alat ukur untuk keperluan pemeliharaan........ iii2.15.1.Meter Tahanan Isolasi ...........................................................2.15.2.Meter Tahanan Pentanahan ....................................2.15.3.Tester Tegangan tinggi ....................................2.15.4.Tester Tegangan tembus ....................................BAB. III. TRANSFORMATOR …………………......................3.1. Prinsip induksi ……………….....................................3.2. Kumparan Transformator ……………….........................3.3. Minyak Transformator ……………….....................................3.4. Bushing ………………............................................................3.5. Tangki Konservator ..........................................................3.6. Peralatan Bantu Pendingin Transformator …………........3.7. Tap Changer ……………....................................................3.8. Alat Pernapasan Transformator …………................. ..............3.9. Alat Indikator Transformator ……………….........................3.10.Peralatan Proteksi Internal ...............................................3.11.Peralatan Tambahan Untuk Pengaman Transformator ...........3.12.Rele Proteksi Transformator dan Fungsinya .......................3.13.Announciator Sistem Instalasi Tegangan Tinggi ...............3.13.Parameter/Pengukuran Transformator ...................................

JILID 2BAB IV. SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI ……………...... 159 1604.1. Saluran Udara ………........................................................... 160 1614.2. Saluran Kabel ……………............................ ........................ 161 1654.3. Perlengkapan SUTT/SUTETI .................................... 170 1724.3.1.Tower .................................................................................... 173 1734.3.2.Bagian-bagian tower ......................................................... 173 1744.4. Kondukror .........……………................................. 174 1784.5. Kawat Tanah .........…...................... ......................... 178 1804.5.1.Bahan Kawat Tanah ................................................4.5.2.Jumlah dan Posisi Kawat Tanah ........................................4.5.3.Pentanahan Tower ............................................................4.6. Isolator ………………………...................................................4.6.1.Isolator Piring ............................................................4.6.2.Nilai Isolator .......................................................................4.6.3.Jenis Isolator ......................................................................4.6.4.Speksifikasi isolator. ...........................................................BAB V. GARDU INDUK ................................................. 184 1845.1. Busbar …………………................................................ 184 1845.1.1. Jenis Isolasi Busbar ……….................................................. 185 1865.1.2. Sistem Busbar (Rel) .................................................. 186 1875.1.3. Gardu Induk dengan single busbar ..................................... 188 1885.1.4. Gardu Induk dengan Doble busbar ..................................... 190 1915.1.5. Gardu Induk dengan satu setengah / one half busbar ............ 192 1945.2. Arrester …………………............................................................ 195 1955.3. Transformator Instrumen ………....................................... 195 1965.3.1. Transformator Tegangan ………....................................... 199 1995.3.2. Transformator Arus ………....................................... 201 2045.3.3. Transformator Bantu ………....................................... 206 2075.3.4 Indikator Unjuk kerja Transformator Ukur ………................ 209 2095.4. Pemisah (PMS) ………................................................... 2125.4.1. Pemisah Engsel ………..................................................5.4.2. Pemisah Putar ..............................................................5.4.3. Pemisah Siku ..............................................................5.4.4. Pemisah Luncur ………..................................................5.5. Pemutus tenaga listrik (PMT) ......................................5.5.1. Jenis Isolasi Pemutus Tenaga ............................................5.5.2, PMT dengan Media pemutus menggunakan udara ………….5.5.3. PMT dengan Hampa Udara .................................................5.5.4. PMT dengan Media pemutus menggunakan Minyak..........5.5.5. PMT dengan Sedikit Minyak .....................................5.6. Jenis Penggerak Pemutus Tenaga ....................................5.6.1. Mekanik Jenis Spering ………...........................................5.6.2. Mekanik Jenis Hidrolik ……….................................................. iv

5.6.3. Penutupan PMT .................................................................. 216 2165.6.4. Pembukaan PMT ................................................................. 220 2215.7. Kompesator ........................................................................ 222 2235.7.1. Kompensator shunt ................................................. 223 2245.7.2. Kompensator reaktor shunt .................................... 225 2265.8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi................................. 227 2305.8.1. Prinsip Dasar PLC ................................................ 231 2325.8.2. Peralatan Kopling ................................................ 233 2335.8.3. Kapasitor Kopling ................................................ 234 2345.8.4. Wave trap .................................. ......................... 235 2365.8.5. Prinsip Kerja Dasar Wave trap .................................... 2385.8.6. Line Matching Unit ............................................................ 246 2465.9 . Peralatan Pengaman ............................................................ 247 2475.9.1. Lightning Arester ................................................. 247 2475.10. Aplikasi PLC ............................................................. 248 2515.10.1. Komunikasi Suara ................................................. 252 2535.10.2. Penggunaan Kanal Suara ..................................... 254 2565.10.3. Teleproteksi Protection Signalling ............................... 258 2585.10.4. Ramute Terminal Unit (RTU) Tipe EPC 3200........................ 258 2605.11. Simbul-simbul yang ada pada Gardu Induk ..................... ... 260 2615.12. Rele Proteksi dan Annunsiator .................................... 262 263BAB VI. SISTEM PENTANAHAN TITIK NETRAL ............ 2656.1. Sistem Pentanahan Titik Netral ................................... 265 2656.2. Tujuan Pentanahan Titik Netral .................................... v6.2.1. Sistem Yang tidak Ditanahkan …..................................6.2.2. Metode Pentanahan titik Netral .....................................6.3. Pentanahan Titik Netral Tampa Impedansi ..........................6.4. Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan ………...............6.5. Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Peterson..............6.6. Tranformator Pentanahan ………...........................6.7. Penerapan Sistem Pentanahan di Indonesia ..............6.8. Pentanahan Peralatan ...............................................6.9. Exposur tegangan ................................................6.10. Pengaruh Busur Tegangan Terhadap Tenaga Listrik..........6.10.1.Pengaruh tahanan Pentanahan Terhadap Sistem ...............6.10.2.Macam-macam Elektroda Pentanahan .............. ..........6.11. Metode Cara Pentanahan .................................................6.11.1.Pentanahan dengan Driven Ground. ..........................6.11.2.Pentanahan Dengan Mesh atau Jala .............. ..................6.12. Tahanan Jenis Tanah .............................................................6.13. Pengkuran Tahanan Pentanahan ....................................BAB VII. KONTRUKSI KABEL TENAGA ........................7.1. Kabel Minyak ..........................................................................7.1.1. Bagian-bagian Kabel Minyak …...................................

7.1.2. Konduktor ................................................. 265 2667.1.3. Isolasi Kabel ........................................................................ 267 2687.1.4. Data Kimia ........................................................................ 270 2727.2. Karakteristik Minyak ............................................................. 278 2807.3. Macam-macam Minyak Kabel ................................................. 290 2927.4. Tangki Minyak ............................................................. 294 2997.5. Perhitungan Sistem Hidrolik ..................................... 300 3037.6. Keselamatan Kerja ….............................................. 3077.7. Crossbonding dan Pentanahan .......................... 310 3107.8. Cara Kontruksi Solid bonding …................................. 310 3117.9. Tranposisi dan sambung Silang …................................ 312 3137.10. Alat Pengukur Tekakan …................... .............. 314 3147.11. Tekanan Pada Kabel Minyak ….................................. 3157.12. Kabel Tenaga XLPE ….............................................. 318 3217.13. Kontruksi Kabel Laut ….............................................. 330 332 JILID 3 335 335BAB VIII. PEMELIHARAAN KABEL TEGANGAN TINGGI ......... 337 3388.1. Manajemen Pemeliharaan ................................................. 342 3488.1.1. Manajemen Pemeliharaan Peralatan .................................. 349 3508.1.2. Perencanaan ................................................ 353 3538.1.3. Pengorganisasian ........................................................... 354 3608.1.4. Penggerakan ........................................................................ 3608.1.5. Pengendalian ........................................................................ 3608.2. Pengertian dan tujuan Pemeliharan .................................... vi8.3. Jenis-jenis Pemeliharaan ...............................................8.4. Pemeliharaan Yang Dilakukan Terhadap Kabel LautTegangan Tinggi ................................................................8.5. Prosedur Pemeliharaan ................................................8.6. Dekumen Prosedur Pelaksanan Pekerjaan ..........................8.7. Pemilihan Instalasi Kabel Tanah Jenis Oil Fillied ..............8.8. Spare Kabel ........................................................................8.9. Termination .......................................................................8.10. Tank Chanber Umum .............................................................8.11. Anti Crossbonding Coverting .....................................7.12. Cara mengukur Tekanan Minyak Dengan Manometer.........8.13. Penggelaran Kabel ................................................8.14. Regangan maksimum yang diizinkan pada Kabel .............8.15. Perhitungan Daya tarik Horizontal ........................8.16. Peralatan Pergelaran kabel ....................................8.17. Jadwal Pemeliharaan ................................................8.18. Kebocoran minyak Kabel Tenaga .........................8.19. Gangguan kabel pada lapisan pelindung P.E. oversheath.....8.19.1.Methoda mencari lokasi gangguan pada lapisan pelindungkabel.......................................................................................8.19.2.Methoda Murray .............................................................

8.20. Memperbaiki Kerusakan Kabel ......................... 3668.20.1.Memperbaiki kerusakan lead sheath kabel .......................... 3668.20.2.Mengganti Kabel yang rusak ...................................... 3678.21. Auxiliary Cable. .................................................................... 370BAB . IX. PROTEKSI SISTEM PENYALURAN ........................ 372 3739.1. Perangkat Sistem Proteksi .................................... 373 3739.1.1. Elemen Pengindra .............................. .............. 373 3749.1.2 Elemen Pembanding ............................................... 3749.1.3 Elemen Pengukur ............................................................ 3749.2. Fungsi dan Peralatan Rele Proteksi ..................................... 374 3759.2.1. Sensitif. .............................. ................................ 375 3759.2.2. Selektif .......................................................... 375 3769.2.3. Cepat .................................................................................... 376 3769.2.4. Handal.................................................................................... 376 3789.2.5. Ekonomis ..................................................................... ... 379 3799.2.6. Sederhana ........................................................................ 379 3819.3. Penyebab Terjadinya Kegagalan Proteksi ......................... 381 3819.4. Gangguan pada sistem Penyaluran ..................................... 382 3839.4.1. Gangguan Sistem ......................... .................... 383 3839.4.2 Gangguan Non Sistem .................................... 384 3859.5. Proteksi Pengantar ............................................................. 386 3869.6. Sistem Proteksi SUTET ................................................. 386 3879.7. Media Telekomunikasi ................................................. 387 3909.8. Relai Jarak ........................................................................ 397 4009.8.1. Prinsip Kerja Relai Jarak ............................. ................ 401 4029.8.2. Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak ............ 4049.8.3 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa ......................... vii9.8.4 Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa .........................9.8.5 Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah..................9.9. Karakteristik Rele Jarak .................................................9.9.1. Karakteristik Impedansi ............................. ..................9.9.2. Karakteristik Mho ............................................................9.9.3 Karakteristik Reaktance .................................................9.9.4 Karakteristik Quadrilateral ....................................9.10. Pola Proteksi ...........................................................9.10.1. Pola Dasar ...........................................................9.10.2. Pola PUTT ...........................................................9.10.3. Pola Permissive Underreach Transfer Trip .........................9.10.4. Pola Blocking .......................................................................9.11. Current Differential Relay ................................................9.12. Proteksi Transformator Tenaga .....................................9.13. Rele Arus Lebih ................................................9.14. Proteksi Penyulang 20 KV ...............................................9.15. Disturbance Fault ............................................................9.16. Basic Operation ................................................

9.17. Auto Recloser ............................................................ 405 410BAB . X. PEMELIHARAAN SUTT/SUTETI BEBAS TEGANGAN.. 410 41010.1. Tujuan Pemeliharaan ........................................................... 410 41010.2. Jenis-jensi pemeliharaan ............................................. 411 41210.2.1. Pemeliharaan Rutin : ........................................................... 412 41310.2.2. Pemeriksaan Rutin................................................................ 413 41810.2.3. Pemeriksaan Sistematis........................................................ 420 42110.2.4. Pemeliharaan Korektif............................................................ A10.2.5. Pemeliharaan Darurat...........................................................10.3. Prosedur Pemeliharaan SUTT/SUTET .........................10.3.1. Peralatan yang dipelihara ....................................................10.3.2. Peralatan Kerja ...........................................................10.3.3. Petunjuk Pemeliharaan Peralatan ................................. ..10.3.4. Pelaporan Pekerjan Pemeliharaan ................................. ..LAMPIRAN : .......................................................................Daftar Pustaka . viii

DIAGRAM PENCAPAIAN KOMPETENSImenunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan kepada peserta didik dalam kurunwaktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi exit-multi entry yang dapat diterapkan. 3 TGM.HRB Teknisi Asist 5 TIG.CBH. Asisten 2 Konstr en 8 Teknisi uksi & Tekn Konstruks 3 TGM.HRB Pemeli isi 1 TIG.CIS.0 i& 2 P 8 Pemelihar 3 TIG.CBH. 3 TGM.HRB 3 TGM.HRE 5 Tekn 2 TMP.HPN. 4 TIG.CBH. 4 TIG.CBH.0 2 4 isi 4 4 4 = Outlet Instal3 TIG.CIF.0 1 TGM.CIF. 1 TIG.CIP.0 asi 2 TMP.HPN. 9 TIG.CIT.0 9 TIG.CIT.0 TIG.CIC.0 4 2 2 Listri 4 4 k 4 2 1 1 TIG.CIF.0 2 TIG.CIF.0 7 TIG CIT 0 Asisten 5 2 3 TMP.PN.0 4 Teknisi 2 TNP.HPG. 4 Konstruks 1 TIG CIT 0 i& 1 8 Pemelihar 2 TMP HPN 8 TIG CIT 0 1 TIG.CIP.0 4 1 TIG.CIT.0 4 4 4 2 TIG CIF 0 1 TIG.CIF.0 3 TGU.HW 1 Asist Asisten 8 2 en Teknisi 1 TIG.CIT.0 Tekn Konstruksi 2 TMC.Mmc 3 TGC.HWC 4 isi & 2 8 Kons P lih 1 TIG CIP 0 tk 4 3 TSU.HSC. Asiste 1 n 1 TIG.CIP.0 Teknis 4 2 TIG.CIS.0 i 8 KonstrKeterangan 2 TIG.CIF.0: 4 Nomor Kompetensi dari daftar keseluruhan kompetensi program keahlian 6 TIG.CIT.0 teknik transmisi 4 Nomor Kode JKaommpPeetnecnaspi aian Kompetensi ix

BAB . I PEMELIHARAAN SUMBER LISTRIK DC.1.1.Hukum Ohm lain adalah satu joule untuk setiap coulomb yang mengalir.Mari kita tinjau sebuahrangkaian listrik tertutup yang Kerja sebesar W Joule Muatan sebesar Q Coulombberupa sebuah tahanan Volt (V)dihubungkan pada kutub-kutubsebuah baterai. seperti gambar 1.1 1.1.2. Arus Listrik R Arus listrik adalah gerakan muatan listrik di dalam suatuSaklar penghantar pada satu arah tertentu. Muatan listrik dapat berupa Sumber tegangan (Baterai) elektron, ion atau keduanya. Di dalam penghantar, umumnyaGambar 1.1. Rangkaian Listrik terdapat gerakan acak elektron Tertutup bebas diantara atom-atom statis. Gerakan ini tidak menghasilkan Perbedaaan muatan di dalam arus listrik. Namun pada suatuBaterai mengakibatkan mengalirnya keadaan tertentu, elektron bebasarus listrik di dalam rangkaian yang dapat dipaksa untuk bergeraksecara perjanjian ditentukan dalam satu arah tertentu, yaitu kemengalir dari kutub positip baterai satu titik yang kekurangan elektron.melalui beban tahanan kemudian (perhatikan bahwa keadaanmasuk ke kutub negatip baterai. kekurangan elektron disebutDalam peristiwa ini dikatakan muatan positip sedang kelebihansebuah Gaya Gerak Listrik bekerja elektron disebut muatan negatip).sehingga mengakibatkan mengalir- Keadaan mengalirnya elektronnya arus listrik dalam rangkaian . pada satu arah tertentu dinamakan konduksi atau arus aliran elektron.1.1.1.Perbedaan Potensial Pergerakan elektron ditentukan (Tegangan) oleh perbedaan muatan yang terdapat antara kedua ujungBila antara dua titik dalam penghantar. Jadi pergerakan elektron di dalam penghantar terjadisebuah rangkaian terdapat energi akibat tarikan ujung penghantar yang bermuatan positip maupunlistrik yang dapat diubah menjadi dari ujung yang lebih negatip. Sampai tahap ini harus sudah dapatenergi lain, maka antara dua titik dimengerti perbedaan arus listrik (konvensional) dan arus elektron.tersebut, disebut terdapat Istilah yang mengatakan arus listrik mengalir dari kutub positip ke arahperbedaan potensial atautegangan. Satuan dari teganganadalah Volt. Tegangan antara duatitik dikatakan satu Volt bila energilistrik yang diubah menjadi bentuk 1

kutub negatip berasal dari teori dengan besarnya arus yangkuno, pada waktu kenyataansebenarnya mengenai arus elektron mengalir di sepanjang penghantarbelum diketahui benar. adalah sama. Dengan demikian untuk setiap penghantar berlaku :Karena itu pada pembahasan Tegangan.pada.penghantar Tetap arus.pada.penghantarmengenai tabung elektron maupuntransistor gambar-gambarnyadilengkapi dengan tanda panah Hubungan dalam rumus di atasarah arus elektron dan bukannya bersifat LINIER dan bila digambararus listrik. berbentuk garis lurus. Harga tetap1.1.3. Satuan Arus Listrik pada rumus di atas ternyata adalah nilai tahanan dari penghantar itu Satu satuan muatan listrik dalam satuan OHM.adalah sebanding dengan adanya6,20 x 1018 buah elektron. R V (Volt)Satuannya adalah coulomb (simbol I (Ampere)Q), jadi 1 coulomb = 6,20 x 1018buah elektron. Arus listrik dalam Jadi 1 Ohm merupakan aruspenghantar adalah pergerakanterarah sejumlah elektron dari ujung listrik sebesar satu ampere yangsatu ke ujung lainnya. Dengandemikian arus listrik dapat mengalir dalam penghantar padadidefinisikan sebagai coulomb perdetik. Namun satuan arus listrik tegangan 1 volt.yang umum digunakan yaituampere, dimana satu coulomb per 1.1.5. Faktor-Faktor Yangdetik = satu ampere Mempengaruhi Tahanan Tahanan sebuah penghantar berbanding lurus dengan panjangnya dan berbanding terbalik dengan besarnya penampang. Q Sehingga : R Ohm U \" t A atau I dimana U adalah tetapan (konstanta)dimana I adalah lambang dari aruslistrik Besarnya tetapan U tergantung pada jenis material penghantar.1.1.4. Tahanan Konstanta atau disebut tahanan Sebuah penghantar disebut jenis suatu material adalah tahananmempunyai tahanan sebesar satuOHM bila pada kedua ujungnya antara dua permukaan yangdiberi perbedaan potensial sebesarsatu volt dengan arus satu amper berlawanan dari material itu dalammengalir diantara kedua ujungtersebut. Dalam penghantar jenis bentuk kubus, dinyatakan denganapapun, selama suhunya tetap,perbandingan antara perbedaan satuan Ohm-cm.potensial pada ujung-ujungnya Suatu dari panjang penghantar yang dicari besar tahanannya haruslah sesuai dengan satuan dari tahanan jenis yang dipakai untuk penghitung. Bila satuan panjang yang digunakan adalah cm, maka 2

satuan tahanan jenisnya haruslah sedangkan yang meninggalkanmenggunakan Ohm-cm. diberi tanda negatip, seperti gambar 1.2.Contoh : Jadi berlaku I1 + I2 - I3 - I4 = 0 Sepotong kawat sepanjang 100 I1m dengan penampang 0,001 cm2 I4dibuat dari bahan tembaga dengan I2 I3tahanan jenis = 1,7 P ohm-cm. Gambar 1. 2.arah aliran arus.Hitunglah tahanan kawat 1.2. 2. Hukum Kirchoff II Hukum Kirchoff II seringpenghantar tersebut. A = 0,001 cm2 disebut dengan Hukum KirchoffL = 10.000 cm tentang tegangan, dinyatakan dengan persyaratan bahwa dalamU 1,7 Ohm  cm suatu rangkaian tertutup jumlah 10 6 aljabar sumber tegangan, dan tegangan jatuh pada tahananR 1,7 17Ohm adalah nol. Atau secara matematis 10 2 x 0,001 ditulis dengan rumus : Selain nilai tahanan tergantung 6 V = 6 ( I x R)dari panjang dan material maka Sebagai contoh gambar 1.3 dibatasibesar nilai tahanan juga ditentukan daerah A-B-C-D-A.oleh faktor naik turunnyatemperatur, sebagaimana dituliskan Jadi untuk menerapkan hukumdalam rumus. ini, haruslah dipilih suatu rangkaian yang tertutup. Arah arus harus Rt = R0 {1 + D (t2 - t1) } ditentukan lebih dahulu, seperti gambar 1.3. searah dengan putarandimana R0= Tahanan pada jarum jam dan ditentukan juga arahtemperatur t1 oC referensi ggl suatu baterai adalahRt = Tahanan pada temperature searah dengan arus yang diakibatkannya, bila baterai tersebut t2 oC dibebani sebuah tahanan sendiriD = Koefisien muai panjang sebuah (tanpa ada baterai lain), jadi arahnya harus diambil dari kutub tahanan. negatip ke kutub positip.1.2. Hukum Kirchoff 31.2.1. Hukum Kirchoff I Hukum Kirchoff I menyatakan,bahwa aljabar arus-arus yangmenuju ke suatu titik simpul adalahsama dengan nol. Gambar 1.2menunjukkan sebuah titik simpuldari suatu rangkaian, dengan arus-arus I1, I2, I3, I4 yang terhubungdengan titik simpul tersebut. Untukdapat menjumlahkan secara aljabarmaka arus yang arahnya menujutitik simpul diberi tanda positip,

Arah arusnya, bila belum 1. Rangkaian Seridiketahui sebenarnya (harus dicari Tahanan-tahanan dikatakandahulu) tetapi untuk keperluan tersambung seri bila tahanan-perhitungan dapat dipilih tahanan tersebut dihubung kan darisembarang. Nanti hasil perhitungan ujung ke ujung sebagaimanaakan menunjukkan, apakah arah diperlihatkan dalam gambar 1.4yang dipilih sementara itu sesuai Dalam sambungan seri arus yangdengan arah arus sebenarnya mengalir pada setiap tahanan akanatau tidak, hal ini akan ketahuan sama besarnya.pada hasil akhir perhitungan (+atau - ) R1 R2 R3I6 R1 I1 I 7BI C V1 V2 V3 ra I2 R2 I (Amps) V Volt Ea Gambar1. 4. Sambungan Seri RA I5 I3 Eb rb D I8E0 I (AMPS) V (VOLT)Gambar1. 3.Arah aliran arus tertutup Gambar1. 5. Tahanan Pengganti (Ekivalen) Suatu ggl dihitung positip, bilaarah referensinya sama dengan Dengan menggunakan hukumarah arus yang telah dipilih. Ohm diperoleh :Sebaliknya bila arah referensiberlawanan dengan arah arus maka V1 = Tegangan di R1 = IR1 voltbesaran yang bersangkutan V2 = Tegangan di R2 = IR2 voltdihitung negatip. V3 = Tegangan di R3 = IR3 volt Sehingga dari gambar 1.3. Sekarang bilamana ketigadapat dituliskan. tahanan itu harus digantikan oleh satu tahanan pengganti yangI1 R1 + I2 R2 + I3 ( R3+ rb) - Eb + Ea+ nilainya tak berubah maka hal itu I ra = 0 dapat digambarkan sebagai tahanan ekivalen, lihat gambar 1.5.atau Eb - Ea = I1 R1 + I2 R2 + Dari hukum Ohm, perbedaan I3 (R3 + rb)+ I ra potensial pada V = I.R volt atau, V = I.R 4

Kembali kepada gambar 1.4, dari persamaan diatas diperolehjumlah perbedaan potensial yangmelalui tahanan R1, R2, R3 : V VVVharuslah sama dengan tegangan R R1  R2  R3sumber sebesar V volt, atau : I1 R1 V = IR1 + IR2 + IR3 dan R2IR = IR1 + IR2 + IR3 atau I1R = R1 + R2 + R3 I AMPS I3 R3 V Volt2. Rangkaian Paralel Gambar1. 6. Sambungan ParalelTahanan-tahanan dinyatakantersambung paralel bila kedua Rujung tahanan disambungsebagaimana diperlihatkan dalamgambar 1.6. Dalam keadaan inisemua tahanan tersambung I AMPSlangsung kepada sumber tegangan,sehingga perbedaan potensial yangdialami setiap tahanan adalah sama VVoltdengan V volt. Tetapi arus dari Gambar 1.7. Tahanan Pengganti Paralelsumber kini terpecah menjadi tigaI1, I2, I3, sehingga:I = I1 + I2 + I3 11 1 1 R R1  R2  R3 Sehingga dan I1 V R1 Rumus ini digunakan untuk I2 V mendapatkan tahanan pengganti R2 dari rangkaian tahanan yang tersambung paralel. I3 V R3 Contoh : Tahanan ekivalen / pengganti Carilah tahanan pengganti dari 3dari ketiga tahahan yang buah tahanan 10 ohm yangtersambung paralel digambarkan disambung paralel.dalam gambar 1. 7. 1 1 1 1 3 R 10  10  10 10 I=V/R 5

Sehingga R 10 3,333Ohm Sehingga arus yang mengalir ke 3 dalam rangkaian dapat dihitung sebagai berikut :3. Rangkaian Kombinasi I V RGambar 1.8 adalah suatu I 12rangkaian yang memiliki 17 1 3sambungan paralel maupun seri.Dari harga tahanan yang diberikan 9 13kita dapat menghitung besarnya I Ampertahanan pengganti sebagai berikut.Bila Rx merupakan tahanan 1.3. Daya Dalam Rangkaian DC.pengganti yang dimaksud dan Ry Bila suatu arus melewati suatu tahanan, maka akan timbul panas.adalah tahanan pengganti dari Seperti halnya dalam bidang mekanik, disini ada dua hal yangrangkaian paralel ( 4 dan 2 Ohm ) mempunyai definisi sama, yaitu energi dan daya (power). Energimaka, listrik adalah kemampuan suatu sistem listrik untuk melakukan kerja. 1 1  1 3 Satuan energi listrik adalah joule. Ry 4 2 4 Ry 4 1 1 Ohm 3 3Rangkaiannya kini sama sepertipada gambar 1.4. dimana : Kerja (work) atau usaha adalah terjadi bila suatu muatanR1 = 10 ohm Q coloumb bergerak melalui perbedaan tegangan V volt, atauR2 = 1 1 ohm 3 W (work) = VQ jouleR3 = 6 ohm Q = I t coloumb Dengan demikian tahananpengganti seri paralel adalah :Rx = 10 + 6 + 1 1 sehingga W = V I t joule 3Rx = 17 1 ohm Daya listrik adalah ukuran 3 kerja yang dilakukan. Karena satuan kerja adalah joule maka.. 4 : daya diukur dalam joule per-detik, atau watt.10: 6: 1 watt = 1 joule/detik 2: Energi atau kerja(joule) Jadi, Daya = -------------------------- I AMPS waktu (detik ) 12 VOLTSGambar 1.8. Rangkaian Seri – Paralel 6

P VIt atau P = VI P = I2 x R atau t P V .V watt atau P V2 watt R R Dengan hukum OHM dapat kitaperoleh rumus (formula) lain yang Sebagai contoh :akan memudahkan perhitungan. Lampu dengan sumber tegangan 220 V mengalirkan arus 1 AmperP = V.I (watt) (Gambar 1.9), maka :Menurut hukum Ohm V = IR P = 220 x 1 = 200 wattsehingga P = I x IR atau P = I2 Rdan P V2 watt RJika suatu alat pemanasdisambungkan pada suatu sumbertegangan, maka arus akan mengalir Gambar 1.9. Rangkaian Pengukuran Daya Daripada elemen (tahanan) dari alat Arus Listrik DCpemanas tersebut. Proses ini 1.3.1.Prinsip Dasar Rangkaian DCadalah sebagai aplikasi dari Pada arus searah, sumber tegangan pada suatu rangkaianperubahan energi listrik menjadi mempunyai sisi positif dan sisi negatif, kedua sisi ini disebutenergi panas dengan elemen polaritas. Sisi posiif atau kutub positif digambarkan dengan “ + “(tahanan) dari alat pemanas dan kutub negatif digambarkan dengan “ - “.tersebut.Apabila alat pemanas yangdigunakan pada labelnya tertulis1 kW, 2 kW dan sebagainya, inimenunjukkan bahwa alat pemanas2 kW menyerap daya lebih besardari alat pemanas 1 kW, karena alatpemanas 2 kW menyerap daya 2kali lebih besar dari alat pemanas1 kW. Besarnya daya yang diserap _ Negative poleini dinotasikan denga simbol Pdalam satuan watt.Dalam kenyataannya daya + Positive pole(dalam watt) pada suatu rangkaiantahanan (resistor) dapatmenggunakan perhitungan yang Gambar 1.10. Rangkaianmudah yaitu :P=VxI Polaritas dari sumberdimana : V=IxR tegangan arus searah (DC) takmaka :P = I x R x I pernah berubah, dimana terminal kutub negatif selalu 7

mempertahankan polaritas negatif, Jumlah elektron yang mengalirdan terminal positif setiap detik dapat mencapai jutaanmempertahankan polaritas positif. elektron. Laju aliran elektron setiapOleh karena itu dalam suatu detik diukur dalam satuan Ampererangkaian yang menggunakan (I)sumber rangkaian DC, arus selalumengalir melalui rangkaian tersebut 2. Tegangan Listrik.dalam satu arah. Untuk menghasilkan aliran listrik Mari kita tinjau sebuah harus ada beda potensial antara 2rangkaian listrik tertutup yang kutub. Beda potensial antara 2berupa sebuah tahanan yang kutub ini dinyatakan dalam satuandihubungkan pada kutub-kutub Volt (V). Tegangan dapat dianggapsebuah baterai. sebagai potensial pendorong bagi proses perpindahan elektron Beban melintasi konduktor. Saklar Bila beda potensial antara dua kutub konduktor naik, maka jumlah Baterai elektron yang mengalir melintasi konduktor menjadi bertambah Gambar 1.11. Rangkaian Tertutup banyak, karena itu arus listrik pun akan bertambah besar. Perbedaan muatan didalambaterai mengakibatkan mengalirnya 3.Tahanan Listrik.arus listrik di dalam rangkaian yangsecara perjanjian ditentukan sudah diketahui bahwamengalir dari kutub positif baterai konduktor mempunyai sejumlahmelalui beban tahanan kemudian elektron bebas. Logam-logammasuk ke kutub negatif baterai. biasanya merupakan konduktor yang baik karena mempunyai Dalam peristiwa ini dikatakan banyak elektron bebas. TembagaGaya Gerak Listrik (GGL) bekerja (Cu) dan Alumunium (AL) adalahsehingga mengakibatkan mengalir- logam yang banyak digunakannya arus listrik. sebagai konduktor.1.3.2. Hubungan Antara Arus, Sebaliknya bahan yang Tegangan dan Tahanan. mempunyai sedikit elektron bebas disebut isolator. Isolator bukan1. Arus Listrik. penghantar listrik yang baik, karena mempunyai sedikit sekali elektron Arus listrik adalah aliran bebasnya. Apabila diinginkan untukelektron bebas berpindah dari suatu menghambat aliran listrik, makaatom ke atom lain dalam gunakan isolator.penghantar. Arus Listrik (aliranelektron) akan terjadi bila ada Penghambat aliran listrikperbedaan potensial diantara ke biasanya disebut Tahanan (R)dua ujung sebuah konduktor. dalam satuan ohm. Sebuah penghantar disebut mempunyai 8

tahanan sebesar satu ohm bila mengandung resistor yang berfungsi mengontrol arus dan atauperbedaan ujungnya diberikan tegangan. Didalam aplikasinya resistor seringperbedaan potensial sebesar satu digunakan untuk : - Mengontrol tegangan dan arusvolt dengan arus satu amper bias pada amplifier/penguatmengalir diantara kedua ujung transistor - Mengubah arus keluaran yangtersebut. Dalam penghantar jenis berkaitan dengan drop tegangan keluaran, danapapun, selama suhunya menyediakan suatu nilai tertentu.tetap,perbandingan antara Nilai resistansi, biasanya dinyatakan dengan besaran : :, k:perbedaan potensial pada ujung- atau m :.ujungnya dengan besarnya arus b. Resistor Variableyang mengalir disepanjang Resistor variabel mempunyai bermacam-macam bentuk, tetapipenghantar adalah sama. Dengan yang paling populer adalah potensiometer karbon dan gulungandemikian untuk setiap penghantar kawat. Tipe karbon lebih cocok diaplikasikan untuk daya rendahberlaku : (umumnya kurang dari 1 watt). Tipe gulungan kawat digunakan untukTegangan.Pada.pengantar tetap daya maksimum 3 watt. Arus.dalam.penghantar c. Nilai ResistansiHubungan dalam rumus - Tertulis pada body resistor,tersebut diatas bersifat linier dan mempunyai toleransi 10%.bila digambarkan berbentuk garis Misal : tertulis 100 :, maka nilainya (90 - 110) :.lurus. Harga tetap pada rumus - Dekade seri, misal : seri E6diatas ternyata adalah nilai tahanan mempunyai toleransi 20%; seri E 12 mempunyai toleransi 10%; dandari penghantar itu dalam satuan seri E 24 mempunyai toleransi 5%.ohm. Kode warna, ada dua metode,I.(Amp) V (Volt ) antara lain metode : empat pita; dan R(ohm) lima pita . Tipe dan aplikasi resistor yang sering ditemui adalah seperti(formula ini disebut hukum Ohm) tabel 1.1 : Tipe dan aplikasi resistor yang 9sering ditemui adalah sebagaiberikut. Rangkaian elektronik yangsangat komplek, mungkin terdiridari beberapa ratus komponen.Komponen-komponen tersebutmempunyai bermacam-macamkatagori, antara lain ada komponenyang tidak dapat menguatkan(misal : resistor, kapasitor, daninduktor), dan ada pula kompoenyang dapat menguatkan/ amplifikasiatau berfungsi sebagai saklar (misal: Transistor, IC).a. Resistor Hampir dapat dipastikan padasemua rangkaian elektronik

Tabel 1.1 Tipe dan aplikasi resistorTipe Karakteristik AplikasiCarbon Murah, toleransi rendah Keperluan umum yang tidakcomposition koefisien temperatur kritis, penguat sinyal besar, rendah, ada desah, dan dan catu daya.Carbon film kestabilan rendah. Keperluan umum : bias,Metal film Toleransi tinggi, kestabilan beban, dan pull-up. tinggi Keperluan umum dan Koefisien suhu rendah, rangkaian desah rendah: kestabilan tinggi bias dan beban rangkaian penguat tingkat rendahMetal oxide Desah sangat rendah, Keperluan umum : amplifier kestabilan dan keandalan desah rendah dan sinyal tinggi. kecil.Aluminium clad Disipasi sangat tinggi Catu daya dan beban dayawirewound tinggiCeramic Disipasi tinggi Catu daya.wirewound Disipasi tinggi Catu daya, penguat dayaSilicon and dan kendalivitreous enamelwirewoundMetode empat pita Toleransi Pengali Angka II Angka I Gambar 1.12. Kode Warna Resistor Empat Pita 10

Keterangan :Angka I, II dan III Pengali ToleransiHitam =0 Perak = 0.01 Merah = r 2%Coklat =1 Emas = x 0.1 Emas = r 5%Merah =2 Hitam = x 1Orange = 3 Coklat = x 10 Perak = r 10%Kuning =4 Merah = x 100 Tanpa warna =r 20%Hijau =5 Orange = x 1000Biru = 6 Kuning = x 10.000Ungu =7 Hijau = x 100.000Abu-abu = 8Putih =9 Biru = x 1.000.000contoh : Kuning = 4 Ungu = 7 Emas = x 0.1 jadi, nilai resistansi = 47 x 0.1 = 4.7: r 10% Perak = r 10% = 4R7 r 10% Gambar 1.13. RangkaianMetode lima pita Toleransi Pengali Angka III Angka II Angka IGambar 1.14. Kode Warna Resistor Lima Pita 11

Contoh Coklat = 1 Jadi, nilai resistance Hitam = 0 = 100 x 100 = 10.000 r 5% Hitam = 0 = 10 K r 5% : Merah = x 10 Emas = r 5% Gambar 1.15. Rangkaian Ada kode huruf yang menyatakan posisi titik desimal pengali dantoleransi, yang digunakan untuk menentukan nilai resistansi, antara lain : Kode Pengali Kode Toleransi R x1 F r 1% K x 1000 G r 2% M x 1.000.000 J r 5% K r 10% M r 20%Contoh : Nilai Toleransi Kode R22M 0.22: r 20% 4R7K 4.7 : r 10% 68RJ 68 : 1MOF 1M : r 5% r 1%d. Aplikasi Resistor- Hubungan seri R = R1 + R2 e. Termistor- Hubunganparalel Termistor (thermally sensitive resistor) adalah komponen 1 1  1 elektronika yang mempunyai . R R1 R2 sifat/karakteristik resistansinya- Pembagi tegangan Vout = Vin bervariasi terhadap perubahan suhu. Karena sifat inilah, maka- Pembagi arus Iout = Iin R1 - didalam aplikasinya sering R2  R2 digunakan sebagai elemen sensor kompensasi suhu. Ada 2 tipe termistor ; PTC (Positive 12

Temperature Coefficiant), dan listrik. Aplikasi kapasitor antaraNTC (negative temperature lain sebagai kapasitorcoefficient). penyimpan pada catu daya, kopling sinyal AC antara tingkatf. Kapasitor penguat dan kopling DC catu daya. Nilai kapasitansi, biasanya Kapasitor adalah komponen dinyatakan dengan besaran: uF,elektronik yang sangat penting nF atau pF. Tipe dan aplikasiuntuk memperbaiki kerja kapasitor yang sering ditemuirangkaian elektronik, dan dapat adalah sebagai berikut :berfungsi untuk menyimpanenergi dalam bentuk medanTabel 1.2 Tipe dan aplikasi kapasitorTipe Karakteristik AplikasiKeramik Ukuran kecill, De-kopling frekuensi menengah dan tinggi, timing, kompensasi induktansi rendah suhu,Elektrolit Nilai kapasitansi Reservoir catu daya, de-kopling relatif besar, frekuensi rendah polarisasiMetal - film Nilai kapasitansi Reservoir catu daya teganganMika tinggi DC, koreksi faktor daya sedang, cocok untuk pada rangkaian AC aplikasi tegangan tinggi, relatif mahal Stabil, koefisien suhu Osilator frekuensi tinggi, timing, rendah filter, pulsaPolikarbonat Kestabilan tinggi, Rangkaian timing dan filter ukuran fisik kecil.Poliyester Keperluan umum Kopling dan de-koplingPolipropilin Hilang dielektrik Kopling dan de-kopling rangkaianPolistirin tegangan tinggi filter utamaTantalum sangat rendah Timing, filter, osilator dan Harga murah, aplikasi deskriminator tegangan rendah . Nilai kopel relatif Kopling dan de-kopling besar ukuran fisik sangat kecil. 13

g. Aplikasi kapasitor (d) Low-Pass filter C-R (e) High-pass filter C-R- Hubungan seri 1/C = 1/C1 +1/C2 (f) Filter C-R kaskade- Hubungan paralel C = C1 + C2 (g) Band pass filter C-R- Kapasitor didalam rangkaian AC (h) Low-pass dan high-pass filterReaktansi kapasitip dinyatakan L-C (I) Band-pass filter L-C serisebagai rasio tegangan (j) Band-pass L-C paralelterhadap arus kapasitor dan Transformator (trafo)diukur dalam :. Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi empat kategori :XC VC I 1 .: - Trafo utama /daya (50 Hz, atau IC 2S .f .c Z.f .c 60 Hz )Induktor - Trafo frekuensi audio ( 20 Hz -Induktor adalah komponen 20 Khz )elektronika yang jarang - Trafo frekuensi tinggidigunakan seperti halnyaresistor atau kapasitor. tetapi (t 100 k Hz)penting didalam aplikasinya - Trafo pulsa ( 1k Hz - 100 kHz)sebagai filter frekuensi tinggi Hubungan antara tegangandan penguat frekuensi radio. primer dan sekunderNilai induktansi biasanyadinyatakan dengan besaran : H, VP NPmH, nH. VS NSTipe induktor yang sering Vp = Tegangan primerditemui adalah : Vs = Tegangan sekunderRM6, RM7, dan RM10. Np = Belitan primer Ns = Belitan sekunderAplikasi Induktor Hubungan antara arus Primer dan- Hubungan seri L = L1 + L2 sekunder- Hubungan paralel 1/L = 1/L1 + Ip = Arus Primer Is = Arus sekunder 1/L2 Np = Belitan Primer- Induktor didalam rangkaian AC : Ns = Belitan sekunder IS NP Reaktansi induktif dinyatakn IP NSsebagai rasio tegangan terhadap Daya Trafo ( VA )arus induktor dan diukur dalam : Daya trafo dapat diestimasi dengan perhitungan : Total dayaXL VL 2.S .f .L Z.L.: IL 14Rangkaian R, L, dan C(a). Rangkaian timing C-R dan karakteristiknya(b) Integrator C-R(c Differensiator C-R

yang dikonsumsi oleh beban c. Dioda Schottky .dikalikan 1.1. Dioda schottky mempunyai Daya trafo = 1.1 x Ps (VA) karakteristik “fast recovery”,1.4. SEMIKONDUKTOR (waktu mengembalikan yang cepat, antara konduksi ke nonSemikonduktor dapat mencakup konduksi). Oleh karenabeberapa alat/komponen karakteristiknya ini, maka banyakelektronika, antara lain mulai dari diaplikasikan pada rangkaian dayadioda s/d VLSI. ( Very Large modus “saklar”. Dioda ini dapatScale Integrated ) membangkitkan drop tegangan maju kira-kira setengahnya dioda1. Dioda silikon konvensional, dan waktu Dioda adalah alat elektronika kembali balik sangat cepat.dua-terminal, yang hanyamengalirkan arus listrik dalam d. Optoelektronikasatu arah apabila nilairesistansinya rendah. Optoelektronika adalah alat Bahan semikonduktor yang yang mempunyai teknologidigunakan umumnya adalahsilikon atau germanium. penggabungan antara optika dan Jika dioda dalam keadaan elektronika. Contoh alatkonduksi, maka terdapat tegangandrop kecil pada dioda tersebut. optoelektronika antara lain : LEDDrop tegangan silikon | 0,7 V; (Light Emitting Dioda), foto dioda,Germanium | 0.4V. foto optokopler, dan sebagainya.a. Aplikasi Dioda e.L E D Sesuai dengan aplikasinya LED adalah sejenis dioda,dioda, sering dibedakan menjadi yang akan memancarkan cahayadioda sinyal dan dioda penyearah. apabila mendapat arus maju(a) Penyearah setengah gelom - sekitar 5 a 30 mA. Pada umumnya LED terbuat dari bahan galium bang pospat dan arsenit pospit.(b). Penyearah Gelombang Penuh Didalam aplikasinya, LED sering digunakan sebagai alat indikasi status/kondisi tertentu, tampilan “Seven-segment, dan sebagainya.b. Dioda Zener f. FotodiodaDioda zener adalah dioda Foto dioda adalah jenis foto detektor, yaitu suatu alatsilikon, yang mana didesain optoelektronika yang dapat mengubah cahaya yang datangkhusus untuk menghasilkan mengenanya menjadi besaran listrik. Prinsip kerjanya apabilakarakteristik “breakdown” sejumlah cahaya mengena pada persambungan, maka dapatmundur,. Dioda zener seringdigunakan sebagai referensitegangan. 15

mengendalikan arus balik di i. LDRdalam dioda.Di dalam aplikasinya, foto dioda LDR (Light Dependentsering digunakan untuk elemen Resistor) adalah komponensensor/detektor cahaya. elektronika yang sering digunakan sebagai transduser/elemen sensorg. Fototransistor cahaya. Prinsip kerja LDR apabila cahaya yang datang mengenaFototransistor adalah jendela LDR berubah, maka nilai resistansinya akan berubah pula.komponen semikonduktor LDR disebut juga sel fotokonduktip.optoelektronika yang sejenisdengan fotodioda. Perbedaannyaadalah terletak pada penguatanarus Edc. Jadi, pada fototransistor j. S C Rakan menghasilkan arus Edc kali SCR (Silicon Controlledlebih besar dari pada fotodioda. Rectifier) disebut juga “thyristor”,h.Optokopler adalah komponen elektronika tiga- terminal yang keluarannya dapatOptokopler disebut juga dikontrol berdasarkan waktuoptoisolator adalah alat penyulutnya. Di dalamoptoelektronika yang mempunyai aplikasinya, SCR seringteknologi penggabungan dua digunakan sebagai alatkomponen semikonduktor di “Switching” dan pengontrol dayadalam satu kemasan, misalnya : AC.LED - fotodioda, LED - k. TRIACfototransistor dan sebagainya. Triac adalah pengembangan dari SCR, yang mana mempunyaiPrinsip kerja optokopler adalah karakteristik dua-arah (bidirectional). Triac dapat disulutapabila cahaya dari LED mengena oleh kedua tegangan positip dan negatip. Aplikasinya, triac seringfoto dioda atau foto transistor, diguna- kan sebagai pengontrol gelombang penuhmaka akan menyebabkantimbulnya arus balik pada sisifotodioda atau foto transistortersebut. Arus balik inilah yangkana menentukan besarnyategangan keluaran. Jadi apabilategangan masukan berubah,maka cahaya LED berubah, dantegangan keluaran juga berubah.Didalam aplikasinya, optokoplersering digunakan sebagai alatpenyekat diantara dua-rangkaianuntuk keperluan pemakaiantegangan tinggi. 16

Tabel 1. 3. Macam-macam Tipe TriacType BC109 BC184L BC212L TIP31A TIP3055 Silicon Silicon Silicon SiliconMaterial Construction Silicon n-p-n n-p-n n-p-n n-p-n TO92 TO92 TO220 TABCase style n-p-n 300 mW 300 mW 200 mA -200 mAMaximum collector TO18power 30 V -50 VDissipaition (Pc) 360 mW 45 V -60 V 40 W 90 W 3A 15AMaximum collector 100 mA 250 60-300 Current (Ic) 20 V 60 V 60V 30 VMaximum Collector 60V 100VEmitter voltage (Vceo)Maximum collector base voltage (Vcbo)Current gain (hfe) 200-800 10-60 5-30Transition frequency 250 MHz 150 MHz 200 MHz 8 MHz 8MHzl. DIAC Transistor dapat digunakanDiac adalah saklar bermacam-macam aplikasi namunsemikonduktor dua-terminal yang dapat dikategorikan sebagaisering digunakan berpasangan berikut :dengan TRIAC sebagai alat - Transistor linear, didesain untukpenyulut (trigger). aplikasi linear (penguatan tegangan tingkat rendah)2. Transistor (Transfer Resistor) - Transistor daya, didesain untuk beroperasi tingkat daya tertentuTransistor adalah salah satu (daya frekuensi audio dankomponen semikonduktor yang sebagainya)dapat digunakan untuk - Transistor frekuensi radio,memperkuat sinyal listrik, sebagai didesain khusus untuk aplikasisakelar dan sebagainya. Pada frekuensi tinggidasarnya transistor terbuat dari - Transistor tegangan tinggi,bahan silikon atau germanium. didesain khusus untukJenis transistor adalah PNP dan menangani keperluan teganganNPN simbol kedua jenis transistor tinggiadalah sebagai berikut : 17

Kerja transistor dapat dijelaskan fungsi transistor, tetapi prinsipdengan bantuan grafik garis dasar kerjanya berbeda. Ada duabeban DC dan rangkaian dasar jenis FET, antara lain : JFETbias-basis sebagai berikut : (junction field effect transistor), dan MOSFET (Metal-Oxide Semi Perpotongan dari garis beban Conductor Field Effect Transistor).DC dengan kurva arus basis Seluruh jenis FET dapat dibagidisebut titik kerja (titik Q) atau titik menjadi dua versi, yaitu : kanal P,stasioner. dan kanal N. Simbol JFET danContoh karakteristik beberapa tipe karakteristiknya adalah sepertitransistor berikut ini : Contoh karakteristik FET dapata. F E T disusun sesuai konfigurasinya, adalah sebagai berikut : FET (Field effect transistor)adalah komponen semikonduktoryang dapat melakukan berbagaiTabel 1.4. Mode of operationParameter Common source Common drain Common gateVoltage Medium Unity Highgain (40) (1) (250)Currentgain Very high Very high UnityPower gain (200.000) (200.000) (1) Very highInput (8.000.000) Very high High Very high (200.000) (250) Very high Lowresistance (1 M:) (1 M:) (500 :)Output (Medium/high Low Highresistance (50 k:) (200 :) (150 k:)Phase shift 180q 0q 0qb. JFETJFET sangat luas digunakan pada 3. IC (Integrated Circuit)rangkaian penguat linier, IC adalah bentuk rangkaian integrasi yang terdiri darisedangkan MOSFET sering beberapa komponen elektronik,dipakai pada rangkaian digital. 18

misalnya : transistor, dioda, dan OPAMP (Operational Amplifier)resistor. Ukuran relatif alat dan IC digital misalnya IC-TTLsemikonduktor chip ditentukan (Transistor - Transistor Logic).oleh apa yang disebut denganskala-integrasi (SI). Terdapat 4. OP-AMPbeberapa skala integrasi ukuranIC, antara lain SSI, MSI, LSI, OP-AMP adalah rangkaianVLSI, dan SLSI. IC dapat dibagi penguat operasional yangmenjadi dua kelas umum, antara berbentuk IC (chip). Simbol Op-lain ; IC linier (analog), dan IC Amp adalah seperti gambar 1.16.digital. Contoh IC analog adalah sebagai berikut :V2 Vo AV1 Gambar 1.16. Simbol OP-AMPContoh karakteristik beberapa tipe Op-Amp adalah seperti tabel 1- 5. :Type Tabel 1- 5 karakteristik beberapa tipe Op-Amp 7611 741 355 081 3140Technology Bipolar JFET BIFET MOSFET CMOOpen loop voltage 106 106 106 100 102 1012: 1012: 1012: 1012:gain(dB)Input resistance 2 M:Full-power bandwidth 10 60 150 110 50* 0,5 0.16*(kHz) 1 5 13 9 15 355Slew rate (V/us) 90 91*Input offset voltage(mV)Common moderejection ratio (dB) 100 76 90 Di dalam aplikasinya OP-AMP, dan paket empat (tipe quad).ada yang berbentuk paket Sebenarnya ada tiga konfigurasitunggal, berpasangan (tipe dual) 1 dasar Op-Amp, yaitu inverting, 19

non-inverting, dan differential baik dari sumber 3 phase maupun 1 phase yang dihubungkanamplifier. Namun dapat dengan baterai dengan kapasitas tertentu sesuai kebutuhan dandikembangkan menjadi tingkat kepentingannya.konfigurasi penguat yang lainnya. Kapasitas baterai biasanya disesuaikan dengan kebutuhanBeberapa konfigurasi Op-Amp yang ada pada unit pembangkit itu sendiri baik sebagai back updan rumus persamaannya adalah power ataupun start up unit. 2.sebagai berikut :(a) Inverting (e) Summer(b) Non-Inverting (f) Differensiator(c) Differential (g) Integrator(d) Voltage Follower(h) Instrumentation Amplifier 1.Penggunaan Sistem DC Power1.5. Sistem DC Power Sistem DC Power pada unitDC Power adalah alat bantu pembangkit digunakan untukutama yang sangat diperlukan mensuplai tenaga listriksebagai suplai arus searah (direct keperalatan-peralatan yangcurrent) yang digunakan untuk menggunakan arus searah,peralatan-peralatan kontrol, seperti :peralatan proteksi dan peralatan  Motor-motor arus searahlainnya yang menggunakan (Motor DC), seperti untuk EOPsumber arus DC, baik untuk unit  Sistem Kontrol danpembangkit dalam keadaan Instrumentasi, seperti kontrolnormal maupun dalam keadaan turbin, kontrol boiler,darurat (emergency). switchgear.Pada beberapa unit  Relay Proteksipembangkit kecil, khususnya  Lampu PeneranganPembangkit Listrik Tenaga Gas (Emergency Lamp).(PLTG) maupun Pembangkit  Inverter (UPS)Listrik Tenaga Diesel (PLTD) 2. Instalasi Sistem DC Powerdengan kapasitas daya terpasangkecil, sumber DC Power Instalasi sistem DC power suatu pembangkit berfungsi untukdigunakan sebagai start-up unit. menyalurkan suplai DC yang dipasok oleh rectifier atau charger Dalam instalasi sumber tiga fasa maupun satu fasa yangtegangan/ arus searah (direct dihubungkan dengan satu ataucurrent, DC) meliputi panel-panel dua set baterai.kontrol, instalasi / pengawatanlistrik, meter-meter, indikator dan Terdapat 3 (tiga) jenis instalasiperlengkapan lainnya seperti : atau suplai DC power yangcharger, baterai dan inverter. digunakan di unit pembangkit, antara lain: Sumber Instalasi DC Powerdipasok oleh rectifier atau charger 20

Instalasi Sistem DC Power digunakan untuk Telekomunikasi 220 / 250 Volt, (Telepon/Facsimile) dan Telepro- teksi (khusus di Gardu Induk).  Instalasi Sistem DC Power 110 / 125 Volt, Sedangkan instalasi DC power dengan sumber tegangan 24 volt  Instalasi Sistem DC Power DC biasa digunakan pada 24 / 48 Volt Emergency Diesel Generator untuk Starting Aplications1.5.1. Instalasi Sistem DC Power 220/250 Volt, 220 Vac EDG Charger Instalasi DC power dengansumber tegangan 220/250 Volt ini 24 Vdcdipasok dari charger yangdihubungkan dengan baterai pada Load Rechargerpanel DC. Dari panel DC ini Gambar 1. 17digunakan untuk mensuplai : Instalasi Sistem DC Power ƒ DC Station Board, antara lain Pola Instalasi DC Power untuk Motor-motor, Indikator, Instalasi pada sistem DC Lampu Penerangan dll power terdiri dari beberapa pola ƒ Inverter yang digunakan untuk atau model berdasarkan kondisi mensuplai Kontrol dan peralatan yang terpasang. Hal ini Instrumentasi pada turbin, juga dipengaruhi oleh tingkat boiler, switchgear dll. keandalan yang dibutuhkan dan kemampuan dari sumber DC itu1.5.3.Instalasi Sistem DC Power sendiri. 110 / 125 Volt, Pola 1 Instalasi DC power dengan Pola 1 ini terdiri dari : 1 trafo PS,sumber tegangan 110/125 Volt inidipasok dari charger yang 1 charger, 1 baterai dan 1 bus DC.dihubungkan dengan baterai pada Dalam hal ini pengaman utamapanel DC. Dari panel DC ini dan pengaman cadangandigunakan untuk mensuplai 125 menggunakan MCB yang berbedaVolt DC Station Board, untuk seperti terlihat pada gambar 1.18mensuplai :ƒ Kontrol & Instrumentasi seperti 21 pada Turbin, Boiler, Ash & Dash Handling dll.ƒ Relay Proteksiƒ Motor-motor DC 110/125 Volt1.5.3. Instalasi Sistem DC Power 48 Volt, Instalasi DC power dengansumber tegangan 48 volt biasanya

Gambar 1.18. Pola 1 Instalasi Sistem DC PowerPola 2  Sistem 1 : PS 1, Charger 1 dan Baterai 1, beroperasi Pola 2 ini terdiri dari : 2 trafo memikul bebanPS, 2 charger, 2 baterai dan 1 busDC.  Sistem 2 : PS 2, Charger 2 dan Baterai 2, beroperasiDalam hal ini pengaman utama tanpa bebandan pengaman cadanganmenggunakan MCB yang berbeda Sistem 1 dan sistem 2 beroperasiseperti terlihat pada gambar secara bergantian yang dilakukandibawah ini. oleh Interlock System DC UtamaPola operasinya adalah : 22

Gambar 1.19. Pola 2 Instalasi Sistem DC PowerPola 3 Pada posisi normal sistem 1 dan sistem 2 operasi secara Pola 3 ini terdiri dari : 2 trafo terpisah, posisi MCB keluar (MCBPS, 2 charger, 2 baterai dan 2 bus kopel interlock dengan MCBDC. Pengaman utama dan sistem 1 dan sistem 2).cadangan menggunakan MCByang berbeda. Pada saat pemeliharaan sistem 1, MCB sistem 1 dilepas Pola operasinya adalah : maka MCB kopel akan masuk Sistem 1 : PS 1, Charger 1 secara otomatis. Demikian juga sebaliknya. Lihat diagram dan Baterai 1, beroperasi dibawahini memikul beban Sistem 2 : PS 2, Charger 2 dan Baterai 2, beroperasi tanpa beban 23

Gambar 1.20. Pola 3 Instalasi Sistem DC PowerPola instalasi diatas adalah hanya contoh dari sekian banyak pola instalasiyang berkembang saat ini khususnya di unit pembangkit yang memerlukankeandalan yang tinggi dengan pola pengoperasian yang tinggi juga. 24

1.6. Charger = ( 0,2 x 200A ) + 10A = 40A + 10ACharger sering juga disebut = 50 AmpereConverter adalah suatu rangkaian Jadi kapasitas rectifier minimum yang harus disiapkan adalahperalatan listrik yang digunakan sebesar 50 Ampere.untuk mengubah arus listrik bolak Sumber tegangan AC untuk rectifier tidak boleh padam ataubalik (Alternating Current, disingkat mati. Untuk itu pengecekan tegangan harus secara rutin danAC) menjadi arus listrik searah periodik dilakukan baik tegangan inputnya (AC) maupun tegangan(Direct Current, disingkat DC), yang outputnya (DC).berfungsi untuk pasokan DC power 1.6.1. Jenis Charger atau Rectifierbaik ke peralatan-peralatan yang Jenis charger atau rectifier adamenggunakan sumber DC maupun 2(dua) macam sesuai sumber tegangannya yaitu rectifier 1 phasauntuk mengisi baterai agar dan rectifier 3 phasakapasitasnya tetap terjaga penuh 1.Rectifier 1 ( Satu ) Fasasehingga keandalan unit Yang dimaksud dengan rectifier 1 fasa adalah rectifier yangpembangkit tetap terjamin. Dalam rangkaian inputnya menggunakan AC suplai 1 fasa. Melalui MCBhal ini baterai harus selalu sumber AC suplai 1 fasa 220 V masuk ke dalam sisi primer trafotersambung ke rectifier. utama 1 fasa kemudian dari sisi sekunder trafo tersebut keluarA~ D tegangan AC 110V, kemudian=C C melalui rangkaian penyearah dengan diode bridge atau thyristorGambar 1.21. Prinsip Converter bridge. Tegangan AC tersebut atau Charger atau Rectifier diubah menjadi tegangan DC 110V. Keluaran ini masih mengandung Kapasitas rectifier harus ripple cukup tinggi sehingga masihdisesuaikan dengan kapasitas diperlukan rangkaian filter untukbaterai yang terpasang, setidaknya memperkecil ripple tegangankapasitas arusnya harus mencukupi output.untuk pengisian baterai sesuaijenisnya yaitu untuk baterai alkaliadalah 0,2 C (0,2 x kapasitas)sedangkan untuk baterai asamadalah 0,1C (0,1 x kapasitas)ditambah beban statis (tetap) padaunit pembangkit. Sebagai contoh jika suatu unitpembangkit dengan baterai jenisalkali kapasitas terpasangnyaadalah 200 Ah dan arus statisnyaadalah 10 Ampere, maka minimumkapasitas arus rectifier adalah : 25

2. Rectifier 3 ( Tiga ) Fasa. memperkecil ripple tegangan input. Yang dimaksud denganrectifier 3 ( tiga ) fasa adalah 1.6.2.Prinsip Kerja Chargerrectifier yang rangkaian inputnyamenggunakan AC suplai 3 fasa. Sumber tegangan AC baik yangMelalui MCB sumber AC suplai 3 1 fasa maupun 3 fasa yang masukfasa 380 V masuk ke dalam sisi melalui terminal input trafo step-primer trafo utama 3 fasa down dari tegangan 380V/220Vkemudian dari sisi sekunder trafo menjadi tegangan 110V kemudiantersebut keluar tegangan AC oleh diode penyearah / thyristor arus110V per fasa kemudian melalui bolak balik ( AC ) tersebut dirubahrangkaian penyearah dengan menjadi arus searah dengan ripplediode bridge atau thyristor bridge, atau gelombang DC tertentu.arus AC tersebut dirubah menjadiarus DC 110V yang masih Kemudian untuk memperbaikimengandung ripple lebih rendah ripple atau gelombang DC yangdibanding dengan ripple rectifier 1 terjadi diperlukan suatu rangkaianfasa akan tetapi masih diperlukan penyaring ( filter) yang dipasangjuga rangkaian filter untuk lebih sebelum terminal output.Gambar 1.22 Contoh Rangkaian Rectifier 26

1.6.3. Bagian-bagian Charger 3. Thyristor Charger yang digunakan pada Suatu bahan semikonduktorpembangkit tenaga listrik terdiri dari seperti diode yang dilengkapibeberapa peralatan antara lain dengan satu terminal kontrol,adalah : Thyristor berfungsi untuk merubah arus bolak-balik menjadi arus1. Trafo utama searah. Trafo utama yang terpasang Thyristor mempunyai 3 (tiga)di rectifier merupakan trafo Step- terminal yaitu :Down (penurun tegangan) daritegangan AC 220/380 Volt menjadi x Terminal positif ( anode )AC 110V. Besarnya kapasitas trafo x Terminal negatif ( katode)tergantung dari kapasitas baterai x Terminal kontrol ( gate ).dan beban yang terpasang di unitpembangkit yaitu paling tidak Terminal gate ini terletakkapasitas arus output trafo harus diantara katode dan anode yanglebih besar 20 % dari arus bilamana diberi trigger signal positifpengisian baterai. Trafo yang maka konduksi mulai terjadi antaradigunakan ada yang 1 fasa ada katode dan anode melalui gatejuga yang trafo 3 fasa. tersebut (D = 30o ) sehingga arus mengalir sebanding dengan2. Penyearah / Diode besarnya tegangan trigger positif yang masuk pada terminal Gate Diode merupakan suatu bahan tersebut.semi konduktor yang berfungsimerubah arus bolak-balik menjadiarus searah. Mempunyai 2 (dua)terminal yaitu terminal positif(Anode) dan terminal negatif(Katode)Konfigurasi Penyerah ada beberapa macam antara lain:1. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase DIODE + ( Positif )Trafo1 Fasa - ( Negatif )Gambar 1.23. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase 27

2. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap ( Full Wave ) 1 fase Gambar 1.24. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap3. Penyearah Diode Gelombang Penuh ( Full Wave Bridge ) 1 fase Gambar 1.25. Penyearah Diode Gelombang Penuh4. Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase 28

Gambar 1.26 Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase .5. Penyearah Dengan thyristor Penyearah dengan thyristorinilah yang banyak dipakai untukrectifier-rectifier yang bisa dikontrolbesar tegangan dan arusoutputnya Gambar 1.27. Thyristor Gambar 1.29. Penyearah ThyristorPenyearah Thyristor GelombangPenuh 3 fase Gelombang Penuh 3 faseGambar 1.28. Penyearah Thyristor 1.7. Automatic Voltage Regulator 3 Fasa (AVR) Automatic Voltage Regulator yang terpasang pada rectifier atau charger adalah merupakan suatu rangkaian yang terdiri dari komponen elektronik yang berfungsi untuk memberikan trigger 29

positif pada gate thyristor sehingga Gambar 1.31. Rangkaian kontrolpengaturan arus maupun tegangan Tegangan (AVR)output suatu rectifier bisa dilakukansedemikian rupa sehingga 1.7.1. Komponen Pengaturan /pengendalian arus pengisian ke Setting Teganganbaterai bisa disesuaikan dengan Floating.arus kapasitas baterai yangterpasang. Untuk memenuhi standar Rangkaian elektronik AVR ini pengisian baterai secara floatingsendiri sangat peka terhadapkenaikan tegangan yang terjadi maka pengaturan setingpada rangkaian input misalnyaterjadinya tegangan, Surja Hubung tegangannya perlu dilakukan padapada setiap kegiatan switchingpada PMT 20 kV Incoming Trafo rectifier, hal ini dapat dilakukanyang langsung mensuplai trafo PS/ Sumber AC 3 )ҏ380V. dengan mengatur Variabel Resistor Sehingga diperlukan suatu alat pada PCB rangkaian elektronikproteksi terhadap Tegangan SurjaHubung (Switching Surge), yaitu AVR, dengan cara memutar ke kiriberupa rangkaian timer dankontaktor yang berfungsi untukmenunda masuknya tegangan inputrectifier sehingga tegangan surjahubung tidak lagi masuk ke inputatau ke rangkaian elektronik(Tegangan Surja Hubung sudahhilang). atau ke kanan sesuai dengan spesifikasi baterai yang terpasang. Biasanya VR tersebut diberi indikasi / tulisan \" Floating”Gambar 1.30 Rangkaian elektronikAVR 30

Gambar 1.32. Variable Resistor Boost maka pengaturan setingFloating tegangannya perlu dilakukan pada rectifier.1.7.2. Komponen Pengaturan ` Hal ini dapat dilakukan dengan / Setting Tegangan mengatur Variabel Resistor pada Equalizing PCB rangkaian elektronik AVR dengan cara memutar ke kiri atau Untuk memenuhi standar ke kanan sesuai dengan spesifikasipengisian baterai secara baterai yang terpasang. BiasanyaEqualizing maka pengaturan VR tersebut diberi indikasi / tulisanseting tegangannya perlu \"Boost”dilakukan pada rectifier, hal inidapat dilakukan dengan Gambar 1.34. Variable Resistormengatur Variabel Resistor pada “Boost”PCB rangkaian elektronik AVRdengan cara memutar kekiri atau 1.7.4. Komponen Pengaturan /kekanan sesuai dengan Setting Arus (Currentspesifikasi, baterai yang Limiter )terpasang. Biasanya VR tersebutdiberi indikasi / tulisan Komponen pengaturan atau\"Equalizing” seting arus biasanya dilakukan untuk membatasi arus maksimum Gambar 1.33. Variable Resistor output rectifier agar tidak terjadi Equalizing over load atau over charge pada1.7.3. Komponen Pangaturan/ baterai, hal ini dapat dilakukan juga dengan mengatur-Variabel Resistor Setting Tegangan Boost. (VR) pada PCB rangkaian Untuk memenuhi syarat/ elektronik AVR, dengan carastandard pengisian baterai secara memutar ke kiri atau ke kanan sesuai dengan spesifikasi baterai yang terpasang. Biasanya VR tersebut diberi indikasi / tulisan \"Current Limiter\". 31

Filter ( Penyaring )Tegangan DC yang keluar darirangkaian penyearah masihmempunyai ripple / frequensigelombang yang cukup tinggi, makasuatu rangkaian filter (penyaring)berfungsi untuk memperbaiki rippletersebut agar menjadi lebih kecilsesuai dengan yang Gambar 1.36. Bentuk gelombang rippledirekomendasikan d 2% ( Standar Tegangan Ripple yang terlaluSE.032 ). besar akan mengakibatkan lamanya proses pengisian Tegangan Ripple merupakan baterai, sedangkan pada bebanperbandingan antara unsur dapat menyebabkan kerusakan.tegangan output AC terhadap unsur Pengukuran tegangan rippletegangan output DC. dilakukan pada titik output charger (sesudah rangkaian Dibawah ini diperlihatkan rumus Filter LC) dan titik input bebanuntuk mencari ripple, adalah : (Output Voltage Dropper).r Komponen AC x 100% Rangkaian filter ini bisa KomponenDC terdiri dari rangkaian Induktif, kapasitif atau kombinasi dariSedangkan bentuk gelombang keduanya.ripple adalah seperti dibawah ini. Gambar 1.35. Bentuk Gambar 1.37. Rangkaian Filter gelombang ripple untuk memperbaiki Ripple Komponen AC adalah harga Untuk rangkaian diatasRMS dari tegangan output AC. besarnya ripple dan faktor reduksiKomponen DC adalah harga rata- filternya adalah sebagai berikut :rata tegangan output 32

Tegangan Ripple 118 % Faktor Reduksi F (LxC)-1 Dimana, L = Induktansi dalam HenryFaktor Reduksi Filter 1,76 C = Kapasitansi dalam mikro farad (LxC)-1 (PF )Jadi, 118 dan 1,76 adalah konstantaRiple = Tegangan Ripple x Rangkaian Fiter C Rangkaian Fiter L & C Gambar 1.38. Rangkaian Filter LC dan Filter C1.8. Rangkaian Voltage Dropper Gambar 1.39. Rangkaian Voltage Drop Pada saat rectifier dioperasikansecara Boost atau Equalizing untuk Rangkaian dropper ini terdirimengisi baterai unit pembangkit, dari beberapa diode Silicone ataumaka tegangan output rectifier Germanium yang dirangkai secaratersebut jauh lebih tinggi dari seri sebanyak beberapa buahtegangan yang ke beban ( bisa sesuai dengan berapa Volt DCmencapai 1.7 Volt per sel baterai yang akan di drop. Sebagaiatau 135 Volt ). Agar tegangan contoh bila kenaikan teganganoutput yang menuju beban Equalizing mencapai 135 Vtersebut tetap stabil dan sesuai sedangkan tegangan beban harusdengan yang direkomendasikan, 122 V, maka tegangan yangyaitu sebesar 110 V ± 10%, maka didrop sebesar 135 V - 122 V =diperlukan suatu rangkaian 13V dc, maka diperlukan diodedropper secara seri sebelum ke sebanyak 13 : 0.8V = 16,25 atauterminal beban. 33

dibulatkan ± 17 buah. Biasanya perbaikannya memerlukan waktusetiap diode mampu menurunkan yang cukup lama dan biaya yang( drop ) tegangan sebesar antara relatif mahal, karena kerusakannya0.8 - 0.9 vd diikuti rusaknya Thyristor.1.9. Rangkaian Proteksi Untuk mencegah adanya Tegangan Surja Hubung kerusakan serupa, maka rectifier harus dipasang alat yang disebut \"Setiap kegiatan Switching Alat Proteksi Tegangan Surja Hubung \". Alat ini merupakanpada instalasi tegangan tinggi rangkaian kontrol yang terdiri dari se buah timer AC 220V dan 2 buahselalu terjadi kenaikan tegangan kontaktor, tirner sebagai sensor dan sekaligus sebagai penunda waktusecara signifikan dalam waktu yang masuknya sumber AC 3 fasa 380 V ke input rectifier hingga beberaparelatif singkat, kenaikan tegangan detik sampai Tegangan surja hubung hilang atau unit normal kembali,tersebut kita sebut \"Tegangan Surja melalui 2 buah kontaktor sumber AC 3 fasa masuk ke rangkaian InputHubung\" ( Switching Surge ), rectifier tersebuttegangan inilah yang seringmerusak rangkaian elektroniksebagai rangkaian kontrol padarectifier sehingga tidak dapatoperasi kembaliSedangkan 34

RANGKAIAN KONTROL THYRYSTOR ELEKTRONIK BRIDGE TRAFO FUSE INDUKTOR TERMINAL ( / Filter L ) OUT TRAFO UTAMA Gambar 1.40. Panel untuk Proteksi 35

.Gambar 1.41. Rangkaian Alat Proteksi Tegangan Surja Hubung 36

1.10. Pengertian Baterai negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia. Baterai atau akumulator adalahsebuah sel listrik dimana didalamnya Menurut pemakaian bateraiberlangsung proses elektrokimia dapat digolongkan ke dalam 2 jenis :yang reversibel (dapat berbalikan)dengan efisiensinya yang tinggi.  Stationary ( tetap )Yang dimaksud dengan proses  Portable (dapat dipindah-pindah)elektrokimia reversibel, adalahdidalam baterai dapat berlangsung 1.10.1.Prinsip Kerja Bateraiproses pengubahan kimia menjaditenaga listrik (proses pengosongan), a. Proses discharge pada seldan sebaliknya dari tenaga listrik berlangsung menurut skemamenjadi tenaga kimia, pengisian Gambar 1.42. Bila selkembali dengan cara regenerasi dari dihubungkan dengan bebanelektroda-elektroda yang dipakai, maka, elektron mengalir dariyaitu dengan melewatkan arus listrik anoda melalui beban ke katoda,dalam arah ( polaritas ) yang kemudian ion-ion negatifberlawanan didalam sel. mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. Jenis sel baterai ini disebut jugaStorage Battery, adalah suatu b. Pada proses pengisian menurutbaterai yang dapat digunakan skema Gambar 1.43. dibawah iniberulang kali pada keadaan sumber adalah bila sel dihubungkanlistrik arus bolak balik (AC) dengan power supply makaterganggu. elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negatif menjadi Tiap sel baterai ini terdiri dari dua katoda dan proses kimia yangmacam elektroda yang berlainan, terjadi adalah sebagai berikut:yaitu elektroda positif dan elektroda Load DC Aliran Power supply Aliran Ion Neg K K Ion Neg AA Aliran A A NN Ion Pos T T Aliran OO Elektrolit O O Ion Pos DD D D ElektrolitA A A AGambar 1.42. Proses Pengosongan Gambar 1.43. Proses Pengisian ( Discharge ) ( Charge ) 37