ALAT UKUR WATT METER DAN PENGGUNAANNYA

ALAT UKUR WATT METER DAN PENGGUNAANNYA

MAKALAH

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH

Pengukuran Listrik

yang dibina oleh Bapak Ahmad Safi’i

Oleh Kelompok 8 :

1.      Aulia Anggita Maulidyah             (140534604629)

2.      Resy Cahyanti                              (140534602952)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

September 2014

KATA PENGANTAR

Pertama tama saya panjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah member saya kesehatan dan kesempatan sampai saat ini hingga saya menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu. Makalah yang saya buat ini berjudul ALAT UKUR WATT METER DAN PENGGUNAANNYA.

Makalah tentang pengukuran listrik bab Wattmeter ini disusun dengan tujuan menyajikan informasi yang menyeluruh tentang wattmeter. Dengan demikian diharapkan berbagai oihak yang berkepentingan dapat memperoleh gambaran yang utuh tenteang Wattmeter.

Isi makalah ini meliputi pengertian Wattmeter, macam-macam Wattmeter dan Cara pengukuran menggunakan berbagai macam wattmeter. Materi makalah ini disusun menggunakan bahan yang saya cari dari berbagai sumber di internet.

Ucapan terima kasih saya ucapkan bagi seluruh pihak yang membantu menyusun dan mempersiapkan secara langsung maupun tidak langsung membantu pembuatan makalah ini sehinnga makalah yang saya buat ini bisa tepat waktu dan lancar.

Akhir kata, semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi pembaca. Saya menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih sangat jauh dari kata sempurna.

Malang,  September 2014

Penyusun

Wattmeter

Wattmeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur secara langsung daya yang terpakai pada suatu rangkaian listrik, wattmeter pada umumnya berprinsip kerja elektro dinamis. Wattmeter mempunyai dua buah kumparan medan magnet, satu medan magnet mengukur arus listrik dan yang lainnya mengukur tegangan listrik yang mengalir pada rangkaian listrik tersebut.

Macam Wattmeter :

1.Wattmeter Elektrodinamik / Analog

Wattmeter elektrodinamik atau elektrodinamometer, instrumen ini cukup familiar dalam desain dan konstruksi elektrodinamometer tipe ampermeter dan voltmeter analog. Kedua koilnya dihubungkan dengan sirkuit yang berbeda dalam pengukuran power. Koil yang tetap atau field coil dihubungkan secaraseri dengan rangkaian, koil bergerak dihubungkan paralel dengan tegangan dan membawa arus yang proporsional dengan tegangan. Sebuah tahanan non-induktif dihubungkan secara seri dengan koil bergerak supaya dapat membatasi arus menuju nilai yang kecil. Karena koil bergerak membawa arus proposional dengan tegangan maka disebut  pressure coil  atau voltage coil dari wattmeter.

Konstruksi Wattmeter Analog sebagai berikut :

I* = arus masuk
I = arus keluar
L1 = phase R
L2 = phase S
L3 = phase T
3~ = penggunaan wattmeter untuk sistem 3 phase
~ = penggunaan wattmeter untuk 1 phase / untuk DC
A = skala arus
V = skala tegangan
Pembacaan dari nilai didasarkan pada rumusan sebagai berikut :
P = U x I x C
Dimana :
U = pembacaan pada jarum penunjuk wattmeter
I = pemilihan arus ( dari switch jarum menunjuk pada skala tertentu)
C = faktor koreksi dapat dilihat pada tabel di Wattmeter.

2.Wattmeter Induksi

Perbedaan dengan wattmeter jenis dinamometer adalah wattmeter induksi hanya dapat dipakai dengan suplai listrik bolak balik sedangkan wattmeter  jenis dinamometer dapat dipakai baik dengan suplai listrik bolak balik atau searah.Kelebihan dan keterbatasan wattmeter induksi yaitu wattmeter induks imempunyai skala lebar, bebas pengaruh medan liar, serta mempunyai peredaman bagus. Selain itu, alat ukur ini juga bebas dari error akibat frekuensi.

Kelemahannya adalah timbulnya error yang kadang-kadang serius yang diakibatkan oleh pengaruh suhu sebab suhu ini berpengaruh pada tahanan lintasan arus eddy.Pengukuran daya arus searah dapat dilakukan dengan alat ukur wattmeter. Didalam instrumen ini terdapat dua macam kumparan yaitu kumparan arus dan kumparan tegangan. Kopel yang dikalikan oleh kedua macam kumparan tersebut berbanding lurus dari hasil perkalian arus dan tegangan.Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu daya listrik DC dan daya listrik AC.Daya listrik DC dirumuskan sebagai Dimana P = daya (Watt)V = tegangan (Volt)I = arus (Ampere)Daya listrik AC ada dua macam yaitu daya untuk satu phase dan daya untuk tiga phase.Pada sistem satu phase dirumuskan sebagai berikut P = VI
P = V . Icos f

Alat ukur yang menggunakan asas induksi pada umumnya mempunyai sistem perputaran yang sederhana dan kokoh, mudah untuk dibuat alat ukur dengan sudut penunjukan yang lebar. Suatu aspek lain daripada alat ukur induksi ini, adalah kemungkinan didapatkan momen putar yang relatif besar.

Pada prinsipnya apabila suatu konduktor ditempatkan dalam medan magnit dari arus bolak-balik, maka arus-arus putar akan dibangkitkan didalam konduktor tersebut. Medan-medan magnit dari arus-arus putar ini dan dari arus bolak-balik yang menyebabkannya akan menimbulkan gaya elektromagnetis menyebabkan kepingan logam atau konduktor mendapatkan suatu gaya yang terjadi sebagai hasil daripada interaksi tersebut. Kepingan logam tersebut akan mempunyai tendensi untuk berputar pada sumbunya dan memotong kedua fluks yang dihasilkan magnit. Kopel yang dihasilkan adalah akibat interaksi antara eddy current dengan fluks yang terinduksi.

Kontruksi wattmeter ini memiliki 2 elektromagnet yang berlapis-lapis. Salah satunya diinduksi oleh arus pada sirkuit utamanya. Arus induksi lainnya berbanding langsung terhadap tegangan. Dalam konstuksinya juga terdapat mangkukan alumunium tipis yang bisa berputar sebagai akibat dari interaksi arus-arus putar dan juga sebuah pointer atau penunjuk.
Besarnya torsi yang dihasilkan atau yang bekerja pada mangkukan ini adalah:
T = K. ω.Φ1m. Φ2m sin α. (K= Konstanta) dimana K=(image placeholder) ( Pers.1)
Maka dari itu, torsi ini akan sebanding terhadap daya beban. Untuk spring control
T~ ω I (image placeholder)sin (90-φ) ~ vI cos φ ~ daya (pers.2)

Dari persamaan diatas juga dapat dilihat bahwa tidak ada unsur waktu (t), maka besarnya kopel ini akan tetap konstan sepanjang waktu. Pada persamaan 1 jika α=0, yaitu jika kedua fluks sefase, maka kopel = 0. Dalam hal lain, jika α= 900 maka kopel akan maksimum untuk Φ1m dan Φ2m .Selain itu kopel akan berbanding terbalik terhadap R dimana R adalah tahanan untuk aliran eddy current (arus pusar), maka jika seandainya torsi/kopel besar, mangkukan mempunyai tahanan yang kecil. Biasanya mangkukan terbuat dari tembaga (Cu) atau alumunium (Al).

Kelebihan dan kekurangan Wattmeter Induksi
Kelebihan wattmeter induksi, yaitu:

1.      Skalanya cukup panjang ( lebih dari 3000 )

2.      Tidak dipengaruhi oleh medan pengganggu dari luar

3.      Tidak dipengaruhi oleh error frekuensi karena dampingnya yang besar

Kekurangan wattmeter induksi, yaitu:

1.      Tingkat ketelitian rendah

2.      Hanya untuk besaran AC

3.      Kadang-kadang mengalami error suhu, yang diakibatkan oleh aliran eddy-current pada tahanan yang efeknya sangat besar terhadap suhu tahanan.

4.      Pemakaian dayanya sangat besar, relatif tinggi dan mahal

5.      Selain hal-hal diatas, ada juga daerah kerja alat ukur induksi, yaitu:

6.      Untuk arus mulai dari 10-1 sampai dengan 10-2 Ampere

7.      Untuk tegangan mulai dari 1 sampai dengan 103 Volt

8.      Untuk frekuensi kurang dari 3×10~102 Hertz

3.Wattmeter Digital

Wattmeter elektronik digital modern/energy meter menghasilkan sampel tegangan dan arus ribuan kali dalam sedetik. Nilai rata-rata tegangan instan yang dikalikan dengan arus adalah true power (daya murni). Daya murni yang dibagi oleh volt-ampere (VA) nyata adalah power factor. Rangkaian komputer menggunakan nilai sampel untuk menghitung tegangan RMS, arus RMS, VA, power (watt), power factor, dan kilowatt-hours (kwh). Model yang sederhana menampilkan informasi tersebut pada layar display LCD. Model yang lebih canggih menyimpan informasi tersebut dalam beberapa waktu lamanya, serta dapat mengirimkannya ke peralatan lapangan atau lokasi pusat.

Cara Pemakaian Wattmeter Digital:

1. Masukan Kabel Power Sumber ( In Put ) Pada Terminal WATT & 10 A, Sesuai Petunjuk Pada    Watt Meter Digital Yang Bertuliskan “ POWER SOURCE “.
2. Masukan Kabel Beban ( Out Put ) Pada Terminal COM & V, Sesuai Petunjuk Pada Watt Meter Digital Yang Bertuliskan “ LOAD “.
3. Setelah Kabel In Put ( Power Source ) & Out Put ( Load ) Terpasang, Hidupkan Watt Meter Digital Dengan Menggeser Tombol Pada Posisi ON.
4. Tekan Tombol Pilihan Watt 1 ( 2000 W ) atau Watt 2 ( 6000 W – X10 W) Tergantung Dari Beban  Yang Akan Di Ukur.
5. Apabila Pada Layar Tidak Tertulis Nol Maka Perlu Di Setting Watt Zero Adjust Agar Tampilan  Pada Layar Bernilai Nol.
6. Masukan Kabel In Put ( Power Source ) Pada Stop Kontak Agar Beban / Load Dapat Bekerja.
7. Lihat Hasil Tampilan Pada Layar, Apabila Menggunakan Batas Ukur Yang Watt 1 ( 2000 W ) Maka Tampilan Pada Layar Merupakan Hasil Pengukuran Daya Pada Beban / Load.
8. Apabila Menggunakan Batas Ukur Yang Watt 2 ( 6000 W ), Maka Hasil Pada Layar Di Kalikan Baru Ketahuan Hasilnya.
9. Apabila Sudah Selesai Dalam Pengukuran Daya, Matikan Watt Meter Digital Dengan Menggeser Tombol Pada Posisi OFF.

Pengukuran Dengan Menggunakan Wattmeter

Dalam sebuah rangkaian listrik,daya didefinisikan sebagai laju energi yang dihantarkan atau kerja yang dilakukan per satuan waktu

Dalam pengukuran daya,ada 2 metode yaitu:
1. Metode Pengukuran Daya Secara Tidak Langsung
       Ada dua jenis pengukuran daya menggunakan metode pengukuran tak langsung, ditinjau dari letak kedua alat ukur, yaitu ampermeter dan voltmeter :

• Voltmeter dipasang sebelum ampermeter
• Voltmeter dipasang setelah Ampermeter

2. Metode Pengukuran Daya Secara Langsung
Pengukuran daya listrik secara langsung adalah dengan menggunakan wattmeter

PENGUKURAN DAYA ARUS SEARAH (DC)

Pengukuran daya arus searah dapat dilakukan dengan alat ukur
Wattmeter. Didalam instrument ini terdapat dua macam kumparan yaitu kumparan arus dan kumparan tegangan. Kopel yang dikalikan oleh kedua macam kumparan Wattmeter 4 tersebut berbanding lurus dari hasil perkalian arus dan tegangan.

PENGUKURAN DAYA ARUS BOLAK-BALIK SATU PHASE

Wattmeter 5 Dalam gambar 3 dapat dilihat bahwa dalam menghubungkan ke beban dan saluran supply daya listrik wattmeter untuk pengukuran daya satu phase ada kesamaan dengan pengukuran daya DC, terminal input output pada Wattmeter mempunyai kesamaan dengan saat mengukur daya DC.

PENGUKURAN DAYA ARUS BOLAK BALIK TIGA PHASE

Gambar 4: Mengukur daya tiga fase dengan satu wattmeter.
Pengukuran seperti gambar 4 diatas dilakukan untuk jaringan tiga fase
beban simetri, daya masing-masing fase sama besar P1 = P2 = P3 Besar daya
yang diserap beban tiga fase pada gambar 4, dirumuskan sebagai P = U . I . C.

Pembacaan dari nilai didasarkan pada rumusan sebagai berikut :
P = U x I x C
Dimana :

U = pembacaan pada jarum penunjuk wattmeter
I = pemilihan arus ( dari switch jarum menunjuk pada skala tertentu)
C = faktor koreksi dapat dilihat pada tabel di Wattmeter.

Daftar Pustaka :

http://www.arsyenergi.com/2013/06/definisi-dan-pengertian-wattmeter-adalah.html

http://www.meterdigital.com/content/pengertian-watt-meter

http://garslandi.wordpress.com/2013/01/11/pengukuran-dengan-menggunakan-wattmeter/

http://bilongtuyu.blogspot.com/2013/05/teori-wattmeter.html

http://dhika13.wordpress.com/2011/07/26/wattmeter-adalah/