2. Dari pengukuran daya dengan metoda 3 volt meter diperoleh data sbb: Tegangan drop pada kombinasi Z dan R adalah 240 V, tegangan pada tahanan non induktif (R=8Omega adalah 120 V dan tegangan drop pada beban adalah 125 V. Hitunglah : a. Daya yang didisipasi oleh beban. b. Reaktansi dan tahanan efektif pd beban. Note: Diperbolehkan Menggunakan Calculator Hanya Untuk Perhitungan 3. Di dalam rumah Mrs. X terdapat 7 lampu 30 W, 4 lampu 110 W, dan 2 TV 75 W. rata-rata setiap hari perlatan listrik tersebut dinyalakan selama 6 jam, jika harga 1 kWh=Rp1.200,00 . Hitunglah biaya yang harus dibayarkan Mrs . X setiap bulannya? 4. Sebuah wattmeter tipe dinamometer 250 V, 15 A, 50 Hz, mempunyai resistansi kumparan arus r=0,92Omega Sedangkan resistansi kumparan Rp=10.200Omega ,PF= 0,8 lagging dan arus beban 6 A. Bila tegangan kerja adalah 220 V hitunglah % error akibat resistans i resistansi: a. Kumparan tegangan di hubungkan pada sisi beban, dan b. Kumparan arus di hubungkan pd sisi beban

Jawaban Soal

2. Pengukuran Daya dengan Metoda 3 Voltmeter

Diketahui:

* Tegangan drop pada kombinasi Z dan R (V_ZR) = 240 V
* Tegangan pada tahanan non induktif (V_R) = 120 V
* Tegangan drop pada beban (V_L) = 125 V
* R = 8 Ω

a. Daya yang didisipasi oleh beban (P_L)

Arus yang mengalir melalui rangkaian (I) dapat dihitung dari tegangan dan tahanan pada resistor:

I = V_R / R = 120 V / 8 Ω = 15 A

Daya yang didisipasi oleh beban:

P_L = V_L * I = 125 V * 15 A = 1875 W

b. Reaktansi (X_L) dan tahanan efektif (R_L) pada beban

Tegangan pada beban (V_L) = 125 V
Arus (I) = 15 A

Kita gunakan hukum Ohm untuk rangkaian seri R dan Z:

V_ZR = √[(V_R)² + (V_L)²] = √(120² + 125²) ≈ 173.5 V (ini seharusnya 240V, ada ketidaksesuaian data)

Karena ada ketidaksesuaian data (V_ZR yang diukur berbeda dengan perhitungan), kita asumsikan data V_ZR = 240V adalah benar. Maka kita perlu menggunakan metode lain. Kita tahu tegangan pada resistor (VR) dan tegangan pada beban (VL). Kita bisa menggunakan hukum tegangan Kirchoff:

V_ZR = V_R + V_L (Ini hanya berlaku jika R dan Z seri)

240V ≠ 120V + 125V (245V) Ini menunjukkan ada kesalahan dalam pengukuran atau penyusunan rangkaian. Untuk menghitung XL dan RL dengan tepat, diperlukan informasi tambahan atau koreksi data. Asumsi rangkaian seri R dan Z perlu dikonfirmasi.


3. Biaya Listrik Rumah Mrs. X

Diketahui:

* 7 lampu 30 W
* 4 lampu 110 W
* 2 TV 75 W
* Waktu penggunaan per hari = 6 jam
* Harga 1 kWh = Rp 1.200,00

Total daya:

(7 lampu * 30 W) + (4 lampu * 110 W) + (2 TV * 75 W) = 210 W + 440 W + 150 W = 800 W = 0.8 kW

Total energi konsumsi per hari:

0.8 kW * 6 jam = 4.8 kWh

Total energi konsumsi per bulan (30 hari):

4.8 kWh/hari * 30 hari = 144 kWh

Biaya yang harus dibayarkan per bulan:

144 kWh * Rp 1.200,00/kWh = Rp 172.800,00


4. Error Wattmeter Dinamometer

Diketahui:

* Tegangan nominal wattmeter = 250 V
* Arus nominal wattmeter = 15 A
* Frekuensi = 50 Hz
* Resistansi kumparan arus (r) = 0.92 Ω
* Resistansi kumparan tegangan (R_p) = 10200 Ω
* Faktor daya (PF) = 0.8 lagging
* Arus beban (I) = 6 A
* Tegangan kerja = 220 V

a. Kumparan tegangan dihubungkan pada sisi beban

Dalam kasus ini, arus yang melewati kumparan tegangan adalah arus beban (6A). Ini akan menyebabkan penurunan tegangan pada kumparan tegangan yang signifikan, menghasilkan kesalahan pengukuran. Perhitungan persisnya memerlukan analisis rangkaian yang lebih detail, mempertimbangkan impedansi kumparan tegangan dan arus. Namun, secara kualitatif, kesalahan akan cukup besar karena arus beban yang relatif tinggi dibandingkan dengan arus nominal kumparan tegangan.

b. Kumparan arus dihubungkan pada sisi beban

Dalam kasus ini, tegangan pada kumparan arus akan sedikit lebih rendah daripada tegangan kerja (220V) karena penurunan tegangan pada beban. Penurunan tegangan ini akan menyebabkan kesalahan pengukuran. Besarnya kesalahan bergantung pada impedansi beban. Sekali lagi, perhitungan persis memerlukan analisis rangkaian yang lebih detail.


Kesimpulan:

Soal nomor 2 memiliki data yang inkonsisten, sehingga jawabannya tidak dapat dihitung dengan tepat tanpa klarifikasi data. Soal nomor 3 dan 4 telah dijawab, namun untuk soal 4, perhitungan persentase error memerlukan analisis rangkaian yang lebih rinci dan tidak dapat dihitung secara sederhana tanpa informasi tambahan tentang impedansi beban.