laporan andri bab2

8/2/2019 Laporan Andri Bab2

1/13

TUJUAN

1. Dapat Membangkitkan tegangan tinggi searah dengan menggunakan Trafo ujiTegangan Tinggi.

2.

Dapat melakukan pengukuran Tegangan Tinggi dengan metoda Sela Bola Percikdengan diameter berbeda yaitu 100 mm dan 50 mm.

3. Dapat mengamati pengaruh kapasitor perata pada pembangkitan tegangan tinggisearah.

DASAR TEORI

Pembangkitan Tegangan Tinggi Searah

Ada beberapa aplikasi untuk tegangan tinggi searah di laboratorium, diantaranya

sebagai perencanaan testing insulation dengan kapasitansi tinggi, kapasitor atau kabel, dan

investigasi pokok di dalam discharge physic dan dielectric behaviour. Tegangan tinggi searah

juga biasa digunakan untuk pembangkitan X-ray, precipitator, paint spraying, dan powder

coating.

Karakteristik parameter dari tegangan tinggi searah dinyatakan dalam persamaan,

()

Fluktuasi periodik dari tegangan tinggi searah diantara harga Vpuncak dan harga minimum

Vmin adalah dari ripple amplitudo :

( )High Voltage Rectifier

Gambar.1. Penyearah tegangan tinggi


2/13

Mula-mula untuk membangkitkan tegangan tinggi searah memakai tabung vakumn

tetapi dengan semakin majunya teknologi semikonduktor, maka kini cenderung memakai

diaoda penyearah germanium ataupun silikon yang sekarang telah dapat mencapai orde

kilovolt dan puluhan ampere.

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Oleh dioda D tengangan bolak balik pada terminal keluaran trafo diserahkan pada

arah positif, sedangakan pada arah negatif diblok. Jika pada keluaran dioda kita beri kapasitor

perata, akan kita peroleh bentuk tengangan yag lebih rata. Untuk rangkaian tanpa kapasitor

perata C, kita peroleh :

=T, U = 1/ , Vrms = Faktor bentuk fb = Vrms/U = 1,57

Sedangkan untuk rangkaian kapasitor diperoleh :

=T, - PIV dioda penyearah : v = 2 T

I

C Vdc

Vac

C

Gambar.2. Rangkaian kapasitor

Uv

RU (t) = ig. R

Ut


3/13

Gelombang Tegangan

Kualitas tegangan searah dapat ditentukan oleh suatu factor yang disebut dengan factor

ripper. Tegangan dc yang ideal mempunyai nilai factor ripper nol. Semakin buruk gelombang

dc yang dibangkitkan akan semakin besar harga factor rippernya. Besarnya factor ripper

dapat dihitung dengan formula :

=2

(min))( VdcmakVdc

a) Tanpa CTegangan dc rata-rata:

.(2.2)

dimana:

Vdc adalah tegangan dc rata-rata

Vac adalah tegangan ac efektif

Faktor Ripper:

Vdc(mak) = 2 Vac dan Vac(min) = 0

(2.3a)

......(2.3b)b) Dengan C

Bila


4/13

V = IT/C.......(2.4b)

= V /2 = I/ 2fC ...........(2.4c)

a. Komponen Dioda Pada Tegangan TinggiDioda yang digunakan untuk membangkitkan tegangan tinggi bukan dioda yang kita

kenal sehari-hari pada komponen elektronika, tetapi dioda yang dapat menyalurkan

daya dalam kapasitas besar (dioda daya).

Pada praktikum tegangan tinggi, dioda yang digunakan dapat melewatkan arus dan

dapat menahan tegangan yang tinggi, dioda dipsang dengan hubungan seri dan pararel

sehingga membentuk untaian dioda.

Bila suatu tegangan pada suatu dioda adalah V, maka untuk n buah dioda yanghubungan seri terjadi drop tegangan sebesar nV, dalam kenyataannya drop tegangan

pada dioda tergantung pada arus yang melewati dioda tersebut. Misalnya drop

tegangan pada arus beban I adalah V maka drop tegangannya untuk arus beban I

adalah

V = V + k I(2.5)

Dimana:

K adalah factor pembandingV adalah drop tegangan pada arus beban I

I adalah arus beban

V adalah drop tegangan pada arus beban I

Pengertian ini dapat lebih jelas bila diperhatikan gambar 2.2

Ib

I

I

KI

V

'V V

Gambar Karakteristik dioda daya

Cara- cara untuk mengukur tegangan tinggi ini pada prinsipnya adalah sama dengan

pengukuran tegangan tinggi ac.


5/13

Pengukuran Tegangan Tinggi Searah

Resitive DeviderPengukuran ini dilakukan dengan voltmeter yang terhubung parallel dengan R2,

dimana tahanan dalam Rd voltmeter lebih besar dari R2.

U(t)

Gambar.5. Pengukuran Tegangan Tinggi Searah Resitive Devider

Sela BolaDengan menggunakan elektroda-elektroda yang permukaannya berbentuk bola

dengan diameter d, kedua elektroda ini dipisahkan sejauh s, bila kedua permukaan

bola diberi beda tegangan maka untuk teganagan tertentu terjadi tembus tegangan

puncak dari tegangan AC yang diterapkan.

ALAT PERCOBAAN

- Seperangkat alat uji tegangan tingi- Trafo Uji- Sela Bola , Diameter 100 mm dan 50 mm- Termometer- Barometer

R1

R2


6/13

RANGKAIAN PERCOBAAN

Gambar.1. Rangkaian Percobaan

PROSEDUR PERCOBAAN

Diameter Bola 100 mm

PERSIAPAN

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar.12. Catat temperatur ruang dan tekanan udara ruang3. Percobaan pertama, gunakan bola dengan diameter 100mm lalu pasangkan pada

objek uji.

4. Atur sphere gap spacing pada bola s = 5 mm dari sela bola, kemudian atur dengansphere gap spacing s = 10, 20, 30, 40, dan 50 mm

STARTING

5. Atur Vp sehingga terjadi tembus tegangan dan flash over ( breakdown) pada selabola.

6. Catat penunjukkan Voltmeter, Temperatur, dan Tekanan ruang pada saat terjaditembus tegangan dan flash over ( breakdown) di sela bola. Lakukan pengukuran

sebanyak 3 kali tiap masing-masing sphere gap spacing.

Diameter Bola 50 mm

PERSIAPAN

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar.1

100kV

ARESSTER

R R

TRAFO

D

TB


7/13

2. Catat temperatur ruang dan tekanan udara ruang3. Percobaan pertama, gunakan bola dengan diameter 50 mm lalu pasangkan pada

objek uji.

4. Atur dengan sphere gap spacing s = 10, 20, 30, 40, dan 50 mmSTARTING

5. Atur Vp sehingga terjadi tembus tegangan dan flash over ( breakdown) pada selabola.

6. Catat penunjukkan Voltmeter, Temperatur, dan Tekanan ruang pada saat terjaditembus tegangan dan flash over ( breakdown) di sela bola. Lakukan pengukuran

sebanyak 3 kali tiap masing-masing sphere gap spacing.

DATA PERCOBAAN

Sphere (mm)Diameter T (C) P (mmbar)

100 mm 50 mm 100 mm 50 mm 100 mm 50 mm

5

12 8 22 25 1011 1009

10 10 22 25 1011 1009

10 10 22,5 25 1011 1009

10

28 24 22,5 25 1011 1008

28 26 23 25 1011,5 1008

28 24 23 25 1011 1008

20

44 48 23 25 1011 1007

48 48 23 25 1011 1007

48 48 23 25 1011 1007

30

60 68 23,5 25 1011,5 1007

66 66 24 25 1011 1007

72 68 2425 1011 1007

40

80 80 24,5 25 1009 1008

84 78 24,5 25 1009 1008

84 78 24,5 25 1009 1008

50

88 25 1008

88 25 1008

88 25 1008


8/13

ANALISA PERCOBAAN

Mencari nilai tegangan puncak (

d)

a) Diameter 100 mm1. d = 0,289 . .

= 0,289 .

. 16,8

= 16,64 kV

b) Diameter 50 mm1. d = 0,289 . .

= 0,289 .

. 17,4

= 17,03 kV

Mencari nilai kesalahan alat ukura) Diameter 100 mm

1. V = x 100%=

x 100%

= 36,49 %

b) Diameter 50 mm1. V = x 100%

=

x 100%

= 46,55 %

* Ket = ( Vreferensi)





9/13

DATA HASIL PERHITUNGAN

GRAFIK PERCOBAAN

DIAMETER 100mmV= f (S) : Vresistif dan Vpuncak

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

Vpuncak

Vresistif defider

Sphere (mm)Vresistif devider V puncak

100 mm 50 mm 100 mm 50 mm

5 10,67 9,3 16,64 17,03

10 28 24,67 31,33 31,28

20 46,67 48 58,24 56,15

30 66 67,3 82,7 70,8

40 82,67 78,67 102,92 86,51

50 88


10/13

DIAMETER 50mm

Kurva Tegangan Tembus Antar Diameter Sela bolaV = f (s); =100mm dan =50 mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60

Vpuncak

Vresistif defider

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

50mm

100mm


11/13

SPHERE GAP WITH ONE SPHERE EARTHED

Sphere

gapspacing

(cm)

sphere diameter (cm)

2 5 6.25 10 12.5 15 25 50 75 100 150 200

0.05 2.8

0.10 4.7

0.15 6.4

0.20 8.0 8.0

0.25 9.6 9.6

0.30 11.2 11.20.40 14.4 14.3 14.2

0.50 17.4 17.4 17.2 16.8 16.6 16.8

0.60 20.4 20.4 20.2 19.9 19.9 19.9

0.70 23.2 23.4 23.2 23.0 23.0 23.0

0.80 25.8 26.3 25.2 26.0 26.0 26.0

0.90 28.3 29.2 29.1 28.9 28.9 28.9

1.00 30.7 32.0 31.9 31.7 31.7 31.7 31.7

1.20 (35.1) 37.6 37.5 37.4 37.4 37.4 37.4

1.40 (38.5) 42.9 42.9 42.9 42.9 42.9 42.9

1.50 (40.0) 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5

1.60 48.1 48.1 48.1 48.1 48.1 48.1

1.80 53.0 53.5 53.5 53.5 53.5 53.5

2.00 57.5 58.5 59.0 59.0 59.0 59.0 59.0 59.0

2.20 61.5 63.0 64.5 64.5 64.5 64.5 64.5 64.5

2.40 65.5 67.5 69.5 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0

2.60 (69.0) 72.0 74.5 75.0 75.5 75.5 75.5 75.5

2.80 (72.5) 76.0 79.5 80.0 80.5 81.0 81.0 81.0

3.00 (75.5) 79.5 84.0 85.0 85.5 86.0 86.0 86.0 86.0

3.50 (82.5) (87.5) 95.0 97.0 98.0 99.0 99.0 99.0 99.0

4.00 (88.5) (95.0) 105 108 110 112 112 112 112

4.50 101 115 119 125 125 125 125 125

5.00 107 123 129 133 137 138 138 138 138

5.50 131 138 143 149 151 151 151 151

6.00 138 146 152 161 164 164 164 164


12/13

PEMBAHASAN

Dari analisa data yang dilakukan didapatkan hasil nilai tegangan tembus pada sela

bola percik dengan tegangan searah atau tegangan puncaknya yaitu dengan melakukan

perhitungan:

d = 0,289 . . Dengan P dan T didapatkan dari data sedangkan harga didapatkan dari tabel yang sudahada dengan jarak sela ( s ) dan diameter bola ( d ) sebagai referensi maka didapatkan harga

. Dengan itu maka tegangan puncak atau tegangan tembusnya didapatkan pada diameterbola 100mm dan 50mm.

Selain itu pada analisa data didapatkan Vresistif defider pada hasil pengukuran.

Resistif defider dalam rangkaiannya digunakan dalam pengambilan data ini karena agar

pengukuran tegangan DC dapat dilakukan tetapi apabila menggunakan kapasitif defider

hanya dapat dilakukan untuk pengukuran pada AC saja.

Pada grafik dapat dilihat bahwa perbandingan antara Vresistif dan Vpuncak terhadap

jarak celah pada dimeter 100mm dan 50mm serta perbandingan tegangan puncak pada

100mm dan 50mm terhadap jarak celah. Bahwa perbandingan Vresistif dan Vpuncak

terhadap celah pada dimeter 100mm, harga Vpuncak lebih besar dibandingkan dengan harga

Vresistif begitu pula pada diameter 50mm sehingga bentuk grafik Vpuncak diatas Vresistif.

Sedangkan bentuk grafik pada perbandingan tegangan puncak pada diameter 100mm dan

50mm terhadap jarak celah bahwa pada diameter 100mm memiliki Vpuncak lebih besar

dibandingkan Vpuncak pada diameter 50mm.

KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

Nilai Vpuncak dipengaruhi oleh besarnya Tekanan ( p ) dan harga dimana harga dipengaruhi oleh besarnya jarak celah serta diameter pada bola.

Tegangan DC yang dihasilkan atau yang diukur berasal dari sumber tegangan ACyang disearahkan oleh dioda dan ratakan atau disempurnakan bentuk gelombangnya

oleh kapasitor.

Resistif defider digunakan hanya untuk mengukur tegangan DC.


13/13

DAFTAR PUSTAKA

Modul praktikum Teknik Tegangan Tinggi

Kin, Dieter. An Intoduction High-Voltage Experimental Technique .Braunschweig

: Vieweg, 1978.

Tobing, Bonggas L. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama,

2003.

laporan andri bab2

Documents