RUMUS - RUMUS DASAR ELEKTRIKAL (DAYA DAN ARUS LISTRIK)

DAYA LISTRIK

Seperti yang telah diketahui daya listrik dibagi dalam tiga macam daya :

1. Daya Nyata (P)
2. Daya Semu (S)
3. Daya Reaktif (Q)

• Daya Nyata adalah daya yang digunakan konsumen setelah dikalikan cos phi.
• Daya Semu adalah daya yang dihasilkan dari sumber energi listrik atau pembangkit listrik.
• Daya Reaktif adalah daya yang timbul akibat beban reaktif (induktif / kapasitif).

1. Daya Nyata (P)

Daya nyata merupakan daya listrik yang digunakan untuk keperluan menggerakkan mesin-mesin listrik atau peralatan lainnya. 

Fasa ke netral (1 fasa)

P = V x I x Cos Ø

Fasa ke fasa (3 fasa)

P = √3 x V x I x Cos Ø

Ket :

P = Daya Nyata (Watt)

V = Tegangan (Volt)

I = Arus yang mengalir pada penghantar (Amper)

Cos T = Faktor Daya

2. Daya Semu (S)

Daya semu merupakan daya listrik yang melalui suatu penghantar transmisi atau distribusi. Daya ini merupakan hasil perkalian antara tegangan dan arus yang melalui penghantar.

Fasa ke netral (1 fasa)

S = V x I

Fasa ke fasa (3 fasa)

S = √3 x V x I

Ket :

S = Daya semu (VA)

V = Tegangan (Volt)

I = Arus yang mengalir pada penghantar (Amper)

3. Daya Reaktif (Q)

Daya reaktif merupakan selisih antara daya semu yang masuk pada penghantar dengan daya aktif pada penghantar itu sendiri, dimana daya ini terpakai untuk daya mekanik dan panas. Daya reaktif ini adalah hasil kali antara besarnya arus dan tegangan yang dipengaruhi oleh faktor daya.

Fasa ke netral (1 fasa)

Q = V x I x Sin Ø
atau 
Q =  V x I X sin θ . j 

Fasa ke fasa (3 fasa)

Q = √3 x V x I x Sin Ø
atau
Q = √3 x V x I x sin θ . j

Ket :
Q = Daya reaktif (VAR)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Amper)
Sin T = Faktor Daya

Dari penjelasan ketiga macam daya diatas, dikenal juga sebagai segitiga daya. Dimana defenisi umum dari segitiga daya adalah suatu hubungan antara daya nyata, daya semu, dan daya reaktif, yang dapat dilihat hubungannya pada gambar bentuk segitiga berikut ini :

Gambar Segitiga Daya

dimana :
P = S x Cos Ø (Watt)
S = √(P2 + Q2) (VA)
Q = S x Sin Ø (VAR)

Cos Ø (cos phi) (Faktor Daya)

Setiap rangkaian listrik memiliki nilai R (resistif), L (induktif), dan C (kapasitif). Nilai tersebut dipengaruhi oleh komponen dan fungsi dari rangkaian listrik itu sendiri. Seperti yang kita tahu, karakteristik arus R-L-C terhadap tegangan (E) jika digambarkan secara vektoris maka :

Ic mendahului (leading) 90°
Ir sejajar/bersamaan dengan tegangan
Il tertinggal (lagging) 90°

Arus Listrik (I)

1. Arus pada Daya Nyata (P)

Fasa ke netral (1 fasa)

I =     P / (V x Cos Ø) 

Fasa ke fasa (3 fasa)

I =    p / (√3 x V x Cos Ø)

2. Arus pada Daya Semu (S)

Fasa ke netral (1 fasa)

I = S / V

Fasa ke fasa (3 fasa)

I = S / (√3 x V)

3. Arus pada Daya Reaktif (Q)

Fasa ke netral (1 fasa)

I = Q / (V x Sin Ø)

Fasa ke fasa (3 fasa)

I = Q / (√3 x V x Sin Ø)

Arus Nominal
Untuk menentukan kemampuan hantar arus suatu penghantar yang mensuplai peralatan listrik, terlebih dahulu harus diketahui besarnya arus nominal dari peralatan tersebut, biasanya arus nominal sudah tertera pada name plate pada peralatan tersebut. Jika tidak tertera pada name plate-nya maka kemampuan hantar arus dari suatu penghantar dapat dicari dengan rumus dibawah ini, rumus ini digunakan untuk menentukan arus nominal dari peralatan yang digunakan sistem tiga fasa :

I = P / (√3 x V x Cos Ø)

Keterangan :

I =  Arus peralatan (Ampere)

P =  Daya masukan peralatan (Watt)

V =  Tegangan (Volt)

Cos φ =  Faktor daya

Sin T = Faktor Daya

Arus Hubung-Singkat (ka)

Arus Hubung-singkat dapat merusak instalasi karena:

Pengaruh Termis, Kalau arus hubung-singkatnya berlangsung terlalu lama, kabel-kabelnya akan menjadi terlalu panas, sehingga isolasinya menjadi rusak.

Pengaruh Dinamis, Arus Hubung-singkat kejut dapat merusak instalasi karena gaya-gaya elektro-dinamis yang ditimbulkan. Arus hubung-singkat kejut ini hanya berlangsung singkat sekali.

Arus hubung-singkat pada beban L-L

Ls – b = k x (100 / Ub) x ln x √2

Arus hubung-singkat pada jaringan L-L

Ls – j = k x (100 / (Ub + Uj)) x ln x √2

Keterangan :

Is-b       = Arus hubung-singkat pada beban (Ampere)

Is-j        = Arus hubung-singkat pada jaringan (Ampere)

In          = Nilai efektif arus beban nominalnya (Ampere)

k           = Faktor kejut; untuk suatu instalasi, faktor ini dapat ditentukan secara eksperimental.

Ub        = Rugi tegangan dalam generator atau transformator (Beban) pada arus beban nominal dinyatakan sebagai persentase dari tegangan terminal terbuka nominalnya (%).

Uj         = Rugi tegangan pada arus beban nominal di bagian jaringan yang dihubungkan singkat, dinyatakan sebagai persentase dari tegangan terminal terbuka nominal dari generator atau transformator (%).