I. JUDUL

Pengukuran Faktor Daya Lampu Ballast Konvensional Dengan Kapasitor

II. TUJUANSetelah melakukan praktikum mahasiswa mampu :1. Mengetahui besarnya daya pada lampu TL dengan ballast konvensional.2. Mengetahui factor daya pada rangkain lampu TL tersebut.3. Mengetahui cara memperbaiki factor daya pada rangkain lampu TL tersebut.

III. DASAR TEORILampu tabung Neon (Fluorescent Lamp) adalah lampu tabung yang terbuat dari kaca yang didalamnya berisi gas argon dan dikedua ujungnya terdapat filamen elektroda. Untuk menyalakan lampu neon ini dibutuhkan alat yang disebut Ballast.Pada umumnya masyarakat kita lebih mengenal Ballast konvensional yang terbuat dari lempengan besi yang didalamnya terdapat kumparan kawat tembaga/spul. Namun ballast jenis konvensional ini banyak kelemahannya.Belasan tahun yang silam, para ahli elektronika telah menemukan suatu sistem penyalaan lampu neon dengan menggunakan frekuensi tinggi yang kemudian dikenal dengan nama Ballast Elektronik. Saat ini sudah banyak lampu yang sudah dilengkapi dengan ballast elektronik namun terbatas pada jenis lampu-lampu SL, PLE-C, PLE-T untuk penerangan biasa seperti pemasangan di rumah dengan daya kecil yang dipasang langsung ke fitting misalnya fitting E27. Lalu bagaimana dengan lampu TL untuk di perkantoran, gedung-gedung dan industri yang masih menggunakan Ballast konvensional dan Starter sebagai pemicunya?

Berikut adalah kelemahan dari Ballast Konvensional: Pemborosan Arus ( 0,45 Ampere / 40 Watt). Umur neon lebih pendek akibat banyaknya flicker dan arus picu pada filamen. Tidak akan menyala sempurna pada tegangan rendah (dibawah 200V). Sering timbul suara dengung. Adanya flicker/kedipan pada lampu yang mengganggu penglihatan dan memperpendek umur lampu neon. Harus memakai Starter. Pada saat saklar dinyalakan lampu neon tidak langsung menyala melainkan harus dipicu terlebih dahulu sehingga terdapat kedipan/flicker yang dapat memperpendek umur neon (pada bagian ujung lampu neon biasanya berwarna hitam). Arus dan Tegangan tidak stabil akibat induksi medan magnet pada kumparan ballast. Cos phi (power factor) sangat rendah 0,48 (dibawah standar PLN yaitu 0,85), hal ini yang menyebabkan listrik menjadi boros.Faktor daya ini terjadi akibat adanya konsumsi daya listrik oleh beban-beban induktif seperti motor, lampu TL, selenoid, trafo, dan lain-lain.Beban-beban induktif ini mengakibatkan pergeseran fasa pada arus sehingga bersifat lagging (arus tertinggal dari tegangan). Oleh karena itu untuk memperbaiki faktor daya diperlukan beban kapasitif. Pemasangan beban kapasitif ini menyebabkan arus leading (arus mendahului tegangan). Sehingga mampu memperkecil sudut akibat pergeseran fasa arus lagging yang disebabkan oleh beban-beban induktif.IV. ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Satu set lampu TL beserta bllast konvensional dan stater2. Voltmeter( 1 buah )3. Ampermeter( 1 buah )4. Wattmeter ( 1 buah )5. Multimeter( 1 buah )6. Kapasitor 3,5F,2,5 F, 5 F( 1 buah )7. Kabel ( secukupnya )

V. GAMBAR RANGKAIAN

1. Tanpa kapasitor

2. Dengan kapasitor 2,5F/, 3,5 F/, 5 F

3. Dengan kapasitor hubung seri 2,5F, 3,5 F, 5 F

4. Dengan kapasitor hubung pararel 2,5F// 3,5 F// 5 F.

5. Dengan kapasitor hubung seri+pararel 2,5F + 3,5 F// 5 F.

3,5F2,5F

VI. LANGKAH KERJA

1. Merangkai rangkaian seperti pada gambar rangkaian 1 tanpa kapasitor2. Meng-ON-kan sumber tegangan AC 220 V3. Mencatat hasil pengukuran pada alat ukur Volt,Ampere, serta Wattmeter.4. Meng-OFF-kan sumber tegangan.5. Merangkai rangkaian seperti pada gambar 2 dengan memberikan kapasitor 2,5F.6. Mencatat hasil pengukuran pada alat ukur Volt,Ampere, serta Wattmeter dengn besar kapasitor yang lain 3,5 F dan, 5 F.7. Mengulangi langkah 2 hingga 4 dengan merangkai seperti pada gambar 3 dimana besar kapasitor dihubung secara Seri 2,5F + 3,5 F + 5 F.8. Mengulangi langkah 2 hingga 4 dengan sebelumnya merangkai seperti pada gambar 4 dimana besar kapasitor dihubung secara Pararel 2,5F // 3,5 F // 5 F.9. Mengulangi langkah 2 hingga 4 dengan sebelumnya merangkai seperti pada gambar 5 dimana besar kapasitor dihubung secara Seri dan Pararel 2,5F + 3,5 F // 5 F.10. Merapikan peralatan kembali.

VII. DATA PERCOBAANNOKAPASITOR( F)ARUS(A)TEGANGAN( V )DAYA( W )COSH PHI

1-0,3210300,476

22,50,5210400,38

33,50,43210450,49

450,5210500,47

52,5 + 3,5 + 50,49210150,147

62,5 //3,5// 50,5210150,142

72,5 + 3,5 // 50,5210100,095

VIII. Analisa perhitungan Tanpa KapasitorP = 30 WV = 210 VI = 0,3 AP = V I Cos phi Cosh phi = P : ( V x I ) = 30 : ( 210 x 0,3 ) = 0,476

Dengan Kapasitor (2,5 F)P= 40 WV= 200 VI= 0,4 AP= V I Cos phiCosh phi= P : ( V x I ) = 40 : ( 210 x 0,5 ) = 0,38

Besar Total Kapasitor saat : Hubung Seri 2,5F, 3,5 F, 5 F =

=

Ctot = = 1,12 F

Hubung Pararel 2,5F,//3,5 F// 5 F

Ctot = 2,5F+3,5 F,+5 F

= 11 F

Hubung Seri + Pararel 2,5F+3,5 F// 5 F

Ctot = = = F

IX. ANALISASetelah melakukan percobaan mengenai pengukuran factor daya dengan kapasitor baik dihubung seri , pararel maupun seri+pararel didapatkan data nilai tegangan (V), daya (P), arus (I). Ketiga data tersebut digunakan untuk mencari nilai cos phi dari rangkaian lampu TL (Tube Luminescent / Lampu Tabung ) dengan menggunakan rumus perhitungan Cos = P : (V x I) sehingga dengan adanya nilai cos phi yang dicari dapat diketahui pengaruhnya terhadap daya nyata yang dihasilkan. Besarnya suplai tegangan yang telah diukur sebesar AC 210 volt. Dari serangkaian percobaan baik semua kapasitor yang diuji serta divariasi nilai kapasitor setelah dilakukan proses perhitungan rata-rata besar factor daya masih jauh dari standart dari PLN sebesar 0,85 , dikemungkinkan terjadinya kesalahan pada factor human sendiri dalam melakukan percobaan atau bahkan kondisi dari ballast yang sebelumnya sendiri dalam kondisi tidak baik. Beban yang dibawa ballast sendiri yang berupa lilitan menjadikan beban induktif sehingga dierlukan kapasitor agar besar factor daya dapat diperbaiki atau mendekati 1. Pada percobaan besarnya factor daya saat tanpa penambahan kapasitor dengan menambah kapasitor dengan nilai tertentu terlihat terdapat perbedaan kenaikan nilai besar factor daya sendiri, atau dapat dikatakan sebagai berikut :-saat tanpa kapasitor besar I = 0,3 A dengan P= 30 watt sehingga besar factor daya 0,476-saat penambahan kapasitor 2,5F besar I= 0,5 A dengan P=40 diperoleh factor daya 0,38-saat penambahan kapasitor 3,5F besar I= 0,3 A dengan P=45 diperoleh factor daya 0,49 -saat penambahan kapasitor 5F besar I= 0,5 A dengan P=50 diperoleh factor daya 0,47-saat penambahan kapasitor 2,5 + 3,5 + 5 (F) besar I= 0,49 A dengan P=15 diperoleh factor daya 0,147 -saat penambahan kapasitor 2,5 // 3,5 // 5 (F) besar I= 0,5 A dengan P=15 diperoleh factor daya 0,142-saat penambahan kapasitor 2,5 + 3,5 // 5 (F) besar I= 0,5A dengan P=10 diperoleh factor daya 0,09Dari pernyataan diatas dapat dikatakan saat tanpa kapasitor factor daya hanya 0,467 dengan beban induktif ditambah dengan kapasitor nilainya menjadi lebih kecil dari semua variasi kapasitor hal itu dapat terjadi dimana kapasitor yang bersifat kapasitif menyipan energy justru beban yang semula induktif lagging menjadi membebani kapasitor yang nilainya melebihi kebutuhan lampu untuk factor daya supaya mendekati 1. Sehingga saat penambahan kapasitor yang dilakukan besarnya factor daya diatas merupakan arus leading akibat kapasitor itu sendiri sehingga yang seharusnya diharapkan mampu mendekati nilai factor daya 1 atau standart PLN 0,85 justru terlampaui jauh melewati batas yang diharapkan. Karena nilai cosphi dari beberapa data yang diambil jauh dari 1, maka lampu TL yang dipakai kurang baik digunakan karena mempengaruhi nilai daya nyatanya sehingga jika digunakan akan boros dayanya.

Oleh sebab itu diperlukan perhitungan yang tepat agar dapat menentukkan besar kapasitor dengan nilai tertentu supaya factor daya yang baik mampu dicapai.Dalam percobaan terlihat kapasitor ada yang dihubung secara SERI,PARAREL,dan SERI dan PARAREL. Besarnya kapasitor yang dihubung Seri totalnya lebih kecil = 1,12 F dibanding dengan Hubungan pararel = 8,9 F. Dengan mengetahui hubungan tersebut maka saat mengetahui arus leading maka dapat dihubung seri kapasitornya sendiri supaya dapat memperkecil arus sebaliknya saat beban terlalu induktif maka dapat digunakan kapasitor hubung pararel. Untuk Seri dan Pararel fleksibel sesuai kebutuhan nilai kapasitor yang dikehendaki. Secara teori apabila kapasitor yang digunakan semakin besar nilainya maka nilai cos phi yang dihasilkan semakin besar juga, itu artinya semakin baik karena cosphi yang baik adalah mendekati 1 sebab akan lebih hemat daya dalam penggunaannya. Adapun faktor kesalahan yang ada, mungkin dikarenakan beberapa hal diantaranya:1. Kesalahan praktikan dalam mengukur atau membaca alat ukur ataupun perhitungan .2. Lampu TL, trafo balast dan starter yang kurang perawatan, sehingga kondisinya saat digunakan kurang baik.

X. KESIMPULANSetelah melakukan praktikum pengukuran daya pada lampu TL dapat disimpulkan bahwa :1. Salah satu cara memperbaiki factor daya adalah dengan penambahan kapasitor dengan nilai tertentu.2. Beban induktif (tanpa kapasitor) maka nilai cosphinya lagging atau tertinggal, sedangkan saat rangkaian menggunakan beban kapasitif (dengan kapasitor) maka nilai cosphinya leading atau mendahului.3. Nilai cosphi yang semakin mendekati 1 lebih baik digunakan karena lebih hemat dalam penggunaan dayanya.4. Hubung Seri kapasitor baik digunakan saat nilai cos phi Leadding dan Hubung Pararel kapasitor baik digunakan saat nilai cos phi Lagging.

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TEGANGAN TINGGI Pengukuran Faktor Daya Lampu Ballast Konvensional dengan kapasitor

Kelompok 2Nama Pelapor: Ekky Wahyu Prasetia (07)Nama Angota Praktikum: Ahmad Nur Aziz. (01) Andhika Bayu O. (03) Aris Dwi Wibowo. (05) Faisal Arifin (09) Frankie Indrajati (11)Tanggal Praktikum : 16 Desember 2014Tanggal Penyerahan: 23 Desember 2014

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGIJURUSAN TEKNIK MESINPOLITEKNIK NEGERI SEMARANG2014

A

W

BALLAST KONVENSIONAL

V

Lampu TL 40W

Stater

Tegangan Suplai AC 220 V

2,5F; /3,5 F; /5 F.

A

W

BALLAST KONVENSIONAL

V

Lampu TL 40W

Stater

Tegangan Suplai AC 220 V

2,5F 3,5 F 5 F

A

W

BALLAST KONVENSIONAL

V

Lampu TL 40W

Stater

Tegangan Suplai AC 220 V

2,5F 3,5 F 5 F

A

W

BALLAST KONVENSIONAL

V

Lampu TL 40W

Stater

Tegangan Suplai AC 220 V

A

W

BALLAST KONVENSIONAL

V

Lampu TL 40W

Stater

Tegangan Suplai AC 220 V