Archive for month: January, 2023

Instalasi Listrik Saklar Intermediate (Saklar Silang) – Pernahkah anda berada pada ruangan pertemuan yang besar seperti aula dengan banyak akses pintu masuk? Jika tidak pernah cukup bayangkan saja, he..he.. Pada ruangan yang besar dengan pintu akses masuk yang banyak seperti aula tersebut, akses penerangan ruangan seharusnya tidak menjadikan masalah. Penerangan harus bisa diakses dari semua saklar yang terpasang berdekatan dengan pintu dan semua saklar tersebut sama-sama mengendalikan satu sistem lampu penerangan. Apakah itu mungkin dilakukan? Jawabanya sangat mungkin sekali dan mudah dilakukan yaitu dengan memasang komponen listrik yang bernama saklar silang (saklar intermediate). Dalam artikel ini saya akan coba menjelaskan bagaimana instalasi listrik saklar silang (saklar intermediate).

Instalasi Listrik Saklar Intermediate (Saklar Silang)

Istilah saklar silang (saklar intermediate) ini memang kurang poopuler dalam dunia kelistrikan awam dibanding saklar lain yang biasa diaplikasikan dalam kelistrikan rumah tangga. Saklar silang (saklar intermediate) secara konstruksi merupakan gabungan dari 2 saklar tukar yang perubahan kedua kontak saklar tukar tersebut dikendalikan bersamaan dengan sekali perlakuan On / Off. Masing-masing output dari ke dua saklar tukar tersebut dihubungkan saling menyilang sehingga keluaran saklar silang (saklar intermediate) yang seharusnya 4 output menjadi 2 output. Mungkin karena sebab itulah saklar ini diberi nama saklar silang (saklar intermediate).

Gambar diatas merupakan bentuk fisik dan simbol diagram dari saklar silang (saklar intermediate). Untuk lebih mudah membayangkan konstruksi serta jumlah input dan outputnya bisa anda perhatikan pada simbol diagram pengawatan diatas. Jumlah 4 output saklar akan diinstalasi saling menyilang sehingga akan menjadi 2 output. Untuk lebih jelasnya akan dibahas di sub bab diagram penjgawatan saklar silang (saklar intermediate) di artikel ini.

Instalasi Saklar Silang (saklar intermediate)

Instalasi saklar silang (saklar intermediate) untuk memenuhi fungsinya sebagai pengendali lampu dari banyak tempat tidak bisa berdiri sendiri. Saklar silang ini membutuhkan dua buah saklar tukar untuk diinstalasi diawal instalasi dan diujung instalasi menuju lampu yang dikendalikan. Berapapun banyaknya tempat untuk saklar pengendali, instalasi saklar silang (saklar intermediate) ini tetap membutuhkan hanya 2 saklar tukar. Pada instalasi saklar silang (saklar intermediate) ini saya akan membaginya menjadi dua diagram instalasi yaitu, diagram lokasi dan diagram pengawatan.

A. Diagram Lokasi

Diagram lokasi merupakan diagram satu garis dimana kita bisa menganalogikan satu garis tersebut adalah pipa instalasi yang didalamnya terdapat beberapa penghantar kabel. Disebut diagram lokasi karena memang diagram ini bisa langsung digambarkan pada denah tempat/ruang dan memetakan posisi komponen berdasarkan lokasi ditempatkannya komponen tersebut. Fungsi dari diagram ini tidak lain untuk memudahkan perencanaan proses instalasi tersebut dengan penyesuaian dan pemetaan  terhadap lokasi komponen yang akan diinstalasi.

Diagram diatas merupakan diagram lokasi dari 2 buah saklar silang (saklar intermediate) dikombinasikan dengan 2 buah saklar tukar untuk mengendalikan satu lampu dari banyak 4 tempat. Jika anda ingin menambah jumlah pengendalian saklar menjadi 5, 6, 7 dan seterusnya, maka komponen yang ditambahkan adalah saklar silang (saklar intermediate) dengan total keseluruhan saklar pengendali berdasarkan jumlah pengendali yang ingin direncanakan. Artinya berapapun jumlah pengendalian saklar maka komponen tambahannya adalah saklar silang (saklar intermediate) tanpa ada tambahan saklar tukar. Untuk saklar tukar tidak terpengaruhi dengan jumlah pengendalian saklar, saklar tukar ini hanya dipasang diawal instalasi dan diujung instalasi sebagai pelengkap instalasi saklar silang (saklar intermediate) tersebut seperti yang sudah saya jelaskan diatas.

Dibawah ini adalah contoh diagram lokasi jika dari gambar pertama yaitu mengendalikan satu lampu dari 4 tempat, anda melakukan pengembangan dengan menambah satu saklar pengendalian lagi sehingga jumlah pengendalian menggunakan saklar menjadi 5 tempat.

Dari diagram lokasi diatas terlihat bahwa pengembangan dengan menambah jumlah saklar pengendalian dilakukan dengan menambah saklar tambahan yaitu saklar silang (saklar intermediate) sebagai saklar ke 5 ( lihat digambar tulisan berwarna merah ), jika anda ingin menambah kembali menjadi misalnya 7 tempat, maka anda harus menambahkan saklar ke 6 dan ke 7 berupa saklar silang (saklar intermediate). Adapun pemasangannya harus diantara saklar tukar awal dan saklar tukar akhir. Posisi lampu tidak berpengaruh.

B. Wiring Diagram

Berbeda halnya dengan diagram lokasi diatas, pada wiring diagram atau diagram pengawatan ini anda baru akan melihat secara aktual berapa kabel sebenarnya dalam pipa instalasi tersebut dan bagaimana instalasi kabel kabel tersebut terhadap komponen yang digunakan. Dengan diagram pengawatan ini anda juga bisa menganalisa prinsip kerja dari instalasi setelah rangkaian instalasi tersebut selesai. Berikut adalah wiring diagram dari saklar silang (saklar intermediate) + saklar tukar dengan mengacu pada diagram lokasi pertama diatas yaitu mengendalikan satu lampu dari 4 tempat.

Dari diagram diatas semoga anda sudah bisa menyimpulkan bagaimana aliran arus listrik menuju ke lampu dan bagaimana ke empat saklar tersebut bisa mengendalikan satu lampu. silahkan analisa aliran arus menuju lampu tersebut disesuaikan dengan kondisi saklar silang (saklar intermediate) dan saklar tukar yang ada seperti pada gambar. Bagaimana menurut anda kondisi lampu pada gambar wiring diatas, nyala atau mati? Yup… yang jawab mati sependapat dengan saya..he..he..Gambar wiring diatas menunjukan bahwa lampu ruangan dalam keadaan mati karena arus terputus pada saklar tukar pintu 4 ( saklar ujung instalasi ). Untuk menyalakan lampu tersebut bisa anda lakukan perubahan kondisi salah satu dari ke empat saklar yang mana saja bebas sama saja.

Dengan rangkaian instalasi saklar silang  (saklar intermediate) yang dikombinasikan dengan 2 buah saklar tukar, anda memungkinkan mengendalikan satu lampu dari banyak tempat sampai jumlah tak terhingga selama komponen instalasi mendukung, dengan hanya menembah jumlah saklar silang  (saklar intermediate) sesuai dengan keinginan, dan tentunya aspek tepat guna harus juga diperhatikan.

Demikian artikel tentang instalasi listrik saklar silang (saklar intermediate), Saran, masukan ataupun koreksi silahkan meninggalkan jejak di kolom komentar.

Daya semu, daya nyata, dan daya reaktif dianggap sebagian engineer sebagai sesuatu yang sulit untuk dipahami. Terutama karena sulitnya untuk mengimajinasikan daya-daya tersebut. Namun sebenarnya cukup mudah untuk memahami apa itu daya semu, daya nyata, dan daya reaktif. Hanya dibutuhkan sebuah pandangan yang lebih luas mengenai sistem jaringan listrik AC.

Memahami daya semu, daya nyata, dan daya reaktif tidak mungkin dapat kita lakukan jika kita tidak terlebih dahulu memahami tiga macam beban listrik AC yaitu beban resistif, induktif, dan kapasitif.

Daya listrik didefinisikan sebagai kecepatan aliran energi listrik pada satu titik jaringan listrik tiap satu satuan waktu. Dengan satuan watt atau Joule per detik dalam SI, daya listrik menjadi besaran terukur adanya produksi energi listrik oleh pembangkit, maupun adanya penyerapan energi listrik oleh beban listrik.

Daya listrik menjadi pembeda antara beban dengan pembangkit listrik, dimana beban listrik bersifat menyerap daya sedangkan pembangkit listrik bersifat mengeluarkan daya. Berdasarkan kesepakatan universal, daya listrik yang mengalir dari rangkaian masuk ke komponen listrik bernilai positif. Sedangkan daya listrik yang masuk ke rangkaian listrik dan berasal dari komponen listrik, maka daya tersebut bernilai negatif.

Daya Nyata

Secara sederhana, daya nyata adalah daya yang dibutuhkan oleh beban resistif. Daya nyata menunjukkan adanya aliran energi listrik dari pembangkit listrik ke jaringan beban untuk dapat dikonversikan menjadi energi lain. Sebagai contoh, daya nyata yang digunakan untuk menyalakan kompor listrik. Energi listrik yang mengalir dari jaringan dan masuk ke kompor listrik, dikonversikan menjadi energi panas oleh elemen pemanas kompor tersebut.

Daya listrik pada arus listrik DC, dirumuskan sebagai perkalian arus listrik dengan tegangan.

P = I x V

Namun pada listrik AC perhitungan daya menjadi sedikit berbeda karena melibatkan faktor daya (cos ∅).

P = I x V x cos ∅

Untuk lebih jelasnya mari kita perhatikan grafik sinusoidal berikut.

Grafik di atas adalah grafik gelombang listrik AC dengan beban murni resistif. Nampak bahwa gelombang arus dan tegangan berada pada fase yang sama (0°) dan tidak ada yang saling mendahului seperti pada beban induktif dan kapasitif. Dengan kata lain nilai dari faktor daya (cos ∅) adalah 1. Sehingga dengan menggunakan rumus daya di atas maka nilai dari daya listrik pada satu titik posisi jaringan tertentu memiliki nilai yang selalu positif serta membentuk gelombang seperti pada gambar tersebut.

Nilai daya yang selalu positif ini menunjukkan bahwa 100% daya mengalir ke arah beban listrik dan tidak ada aliran balik ke arah pembangkit. Inilah daya nyata, daya yang murni diserap oleh beban resistif, daya yang menandai adanya energi listrik terkonversi menjadi energi lain pada beban resistif. Daya nyata secara efektif menghasilkan kerja yang nyata di sisi beban listrik.

Daya Reaktif

Daya reaktif menjadi tema bahasan yang dianggap cukup sulit bagi sebagian orang. Berbagai bentuk ilustrasi dan pengandaian digunakan untuk memudahkan kita memahami daya reaktif. Kali ini kita akan membahas daya reaktif menggunakan dua pendekatan, yakni pendekatan sederhana dan pendekatan ilmiah. Kita akan cukup dalam membahas daya reaktif secara ilmiah agar kita memahaminya dengan lebih total dan ‘menancap’ di kepala kita.

Secara sederhana, daya reaktif adalah daya yang dibutuhkan untuk membangkitkan medan magnet di kumparan-kumparan beban induktif. Seperti pada motor listrik induksi misalnya, medan magnet yang dibangkitkan oleh daya reaktif di kumparan stator berfungsi untuk menginduksi rotor sehingga tercipta medan magnet induksi pada komponen rotor. Pada trafo, daya reaktif berfungsi untuk membangkitkan medan magnet pada kumparan primer, sehingga medan magnet primer tersebut menginduksi kumparan sekunder.

Daya reaktif diserap oleh beban-beban induktif, namun justru dihasilkan oleh beban kapasitif. Peralatan-peralatan kapasitif seperti lampu neon, bank kapasitor, bersifat menghasilkan daya reaktif ini. Daya reaktif juga ditanggung oleh pembangkit listrik. Nampak pada ilustrasi di atas bahwa pada gambar pertama daya reaktif yang dibutuhkan oleh motor listrik disupply oleh sistem pembangkit (utility). Sedangkan pada gambar kedua, kebutuhan daya reaktif dicukupi oleh kapasitor, sehingga daya total yang ditanggung oleh jaringan listrik berkurang.

Satuan daya reaktif adalah volt-ampere reactive dan disingkat dengan var. Mengapa satuan daya reaktif adalah var dan bukannya watt, disinilah bahasan mendalam mengenai daya reaktif kita butuhkan. Daya reaktif, sebenarnya bukanlah sebuah daya yang sesungguhnya. Sesuai dengan definisi dari daya listrik yang telah kita singgung di atas, bahwa daya listrik merupakan bilangan yang menunjukkan adanya perpindahan energi listrik dari sumber energi listrik (pembangkit) ke komponen beban listrik. Daya reaktif tidak menunjukkan adanya perpindahan energi listrik, daya nyata-lah yang menjadi bilangan penunjuk adanya perpindahan energi listrik. Lalu, apa sebenarnya yang dimaksud dengan daya reaktif?

Daya reaktif adalah daya imajiner yang menunjukkan adanya pergeseran grafik sinusoidal arus dan tegangan listrik AC akibat adanya beban reaktif. Daya reaktif memiliki fungsi yang sama dengan faktor daya atau juga bilangan cos Ø. Daya reaktif ataupun faktor daya akan memiliki nilai (≠0) jika terjadi pergeseran grafik sinusoidal tegangan ataupun arus listrik AC, yakni pada saat beban listrik AC bersifat induktif ataupun kapasitif. Sedangkan jika beban listrik AC bersifat murni resistif, maka nilai dari daya reaktif akan nol (=0).

Sekalipun daya reaktif hanya merupakan daya ‘khayalan’, pengendalian daya reaktif pada sistem jaringan distribusi listrik AC sangat penting untuk diperhatikan. Hal ini tidak lepas dari pengaruh beban reaktif terhadap kondisi jaringan listrik AC. Beban kapasitif yang bersifat menyimpan tegangan sementara, cenderung mengakibatkan nilai tegangan jaringan menjadi lebih tinggi daripada yang seharusnya. Sedangkan beban induktif yang bersifat menyerap arus listrik, cenderung membuat tegangan listrik jaringan turun. Berubah-ubahnya tegangan listrik jaringan tersebut sangat mengganggu proses distribusi energi listrik dari pembangkit ke konsumen. Perubahan tegangan jaringan berkaitan langsung dengan kerugian-kerugian distribusi listrik seperti kerugian panas dan emisi elektromagnetik yang terbentuk sepanjang jaringan distribusi. Semakin jauh nilai tegangan jaringan dari angka yang seharusnya, akan semakin besar kerugian distribusi listriknya dan akan semakin mengganggu proses distribusi daya nyata listrik. Di sinilah peran kontrol daya reaktif jaringan listrik sangat perlu diperhatikan.

Beban induktif, yang dominan terjadi di siang hari, dapat dikompensasi dengan dua cara. Cara pertama adalah digunakannya bank kapasitor sehingga penurunan tegangan listrik jaringan akibat beban induktif dapat dikompensasi oleh kapasitor. Cara kedua adalah dengan menaikkan tegangan listrik keluaran generator pembangkit dengan jalan menaikkan arus eksitasi generator, sehingga tegangan keluaran generator naik.

Kompensasi juga dilakukan jika beban jaringan bersifat kapasitif sehingga menyebabkan tegangan jaringan melebihi nilai normalnya. Generator akan menurunkan tegangan keluarannya dengan jalan mengurangi arus eksitasi. Penggunaan inductor bank juga digunakan untuk meredam kenaikan tegangan jaringan agar tidak melampaui batas.

Daya Semu

Daya semu atau daya total (S), ataupun juga dikenal dalam Bahasa Inggris Apparent Power, adalah hasil perkalian antara tegangan efektif (root-mean-square) dengan arus efektif (root-mean-square).
S = VRMS x IRMS

Tegangan RMS (VRMS) adalah nilai tegangan listrik AC yang akan menghasilkan daya yang sama dengan daya listrik DC ekuivalen pada suatu beban resistif yang sama. Pengertian tersebut juga berlaku pada arus RMS. 220 volt tegangan listrik rumah kita adalah tegangan RMS (tegangan efektif). Secara sederhana, 220 volt tersebut adalah 0,707 bagian dari tegangan maksimum sinusoidal AC. Berikut adalah rumus sederhana perhitungan tegangan RMS:

Demikian pula dengan rumus perhitungan arus RMS:

Dimana Vmax dan Imax adalah nilai tegangan maupun arus listrik pada titik tertinggi di grafik gelombang sinusoidal listrik AC.

Pada kondisi beban resistif dimana tidak terjadi pergeseran grafik sinusoidal arus maupun tegangan, keseluruhan daya total akan tersalurkan ke beban listrik sebagai daya nyata. Dapat dikatakan jika beban listrik bersifat resistif, maka nilai daya semu (S) adalah sama dengan daya nyata (P). Lain halnya jika beban jaringan bersifat induktif ataupun kapasitif (beban reaktif), nilai dari daya nyata akan menjadi sebesar cos Ø dari daya total.

P = S cos Ø
P = V_RMS I_RMS cos Ø

Ø adalah besar sudut pergeseran nilai arus maupun tegangan pada grafik sinusoidal listrik AC. Øbernilai positif jika grafik arus tertinggal tegangan (beban induktif), dan akan bernilai negatif jika arus mendahului tegangan (beban kapasitif).

Pada kondisi beban reaktif, sebagian daya nyata juga terkonversi sebagai daya reaktif untuk mengkompensasi adanya beban reaktif tersebut. Nilai dari dari daya reaktif (Q) adalah sebesar sin Ødari daya total.
Q = S sin Ø
Q = VRMS IRMS sin Ø

Hubungan antara daya nyata, daya reaktif dan daya semu dapat diilustrasikan ke dalam sebuah segitiga siku-siku dengan sisi miring sebagai daya semu, salah satu sisi siku sebagai daya nyata, dan sisi siku lainnya sebagai daya reaktif.

Sesuai dengan hubungan segitiga di atas maka hubungan antara daya nyata, daya reaktif dan daya semu dapat diekspresikan ke dalam sebuah persamaan pitagoras.

Sumber