Daya Listrik ( Daya Aktif ,Daya Reaktif, Daya Semu,Faktor Daya)

Daya Listrik ( Daya Aktif ,Daya Reaktif, Daya Semu,Faktor Daya)

Copy paste dari : 

http://kusumandarutp.blogspot.co.id/2015/08/daya-listrik-daya-aktif-daya-reaktif.html

Daya listrik adalah besarnya laju hantaran energi listrik yang terjadi pada suatu rangkaian listrik. Dalam satuan internasional daya listrik adalah W (Watt) yang menyatakan besarnya usaha yang dilakukan oleh sumber tegangan untuk mengalirkan arus listrik tiap satuan waktu J/s (Joule/detik). Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung daya listrik :

P=W/t

Keterangan :
P = Daya (W)
W = Usaha (J)
t = Waktu (s)

A. Macam-Macam Daya Pada Listrik Arus Bolak-Balik
Dalam listrik bolak-balik terdapat tiga jenis daya yaitu :

1. Daya Aktif  (P)

Daya aktif adalah daya yang sesungguhnya dibutuhkan oleh beban. Satuan daya aktif adalah W (Watt) dan dapat diukur dengan menggunakan alat ukur listrik Wattmeter.

Daya Aktif pada beban yang bersifat resistansi (R), dimana tidak mengandung induktor grafik gelombang tegangan (V) dan arus se fasa, sehingga besar daya sebagai perkalian tegangan dan arus menghasilkan dua gelombang yang keduanya bernilai positif. besarnya daya aktif adalah P. Sisa puncak dibagi menjadi dua untuk mengisi celah-celah kosong sehingga kedua rongga terisi oleh dua puncak yang mengisinya. 

Gambar gelombang daya aktif pada beban yang bersifat resistansi

Persamaan Daya aktif  (P) pada beban yang bersifat resistansi :

Keterangan :

P = Daya Aktif (W)
Pm = Daya maksimum (W)
Im = Arus listrik maksimum (A)
Vm = Tegangan maksimum (V)
V = Tegangan listrik (V)
I = Arus listrik (A)

Daya aktif pada beban impedansi (Z), beban impedansi pada suatu rangkaian disebabkan oleh beban yang bersifat resistansi (R) dan induktansi (L). Maka gelombang mendahului gelombang arus sebesar φ. Perkalian gelombang tegangan dan gelombang arus menghasilkan dua puncak positif yang besar dan dua puncak negatif yang kecil. Pergeseran sudut fasa bergantung seberapa besar nilai dari komponen induktor nya.

Gambar gelombang daya aktif dengan beban impedansi 
(Gelombang tegangan mendahului arus sebesar φ = 60o)

Persamaan daya aktif (P) pada beban yang bersifat impedansi :

P = V x I x cos φ

Kerangan :
P = Daya aktif (W)
V = Tegangan (V)
I = Arus listrik (A)
cos φ = Faktor daya

Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total (lihat gambar 1). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu
Faktor Daya / Faktor kerja menggambarkan sudut phasa antara daya aktif dan daya semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus beban tinggi. Perbaikan faktor daya ini dapat menggunakan kapasitor.

2. Daya Reaktif (Q)

Daya reaktif adalah daya yang dibutuhkan untuk pembentukan medan magnet atau daya yang ditimbulkan oleh beban yang bersifat induktif.  Satuan daya reaktif adalah VAR (Volt.Amper Reaktif). Untuk menghemat daya reaktif dapat dilakukan dengan memasang kapasitor pada rangkaian yang memiliki beban bersifat induktif. Hal serupa sering dilakukan pada pabrik-pabrik yang mengunakan motor banyak menggunakan beban berupa motor-motor listrik.
Persamaan daya reaktif :

Q = V x I x sin φ

Keterangan :
Q = Daya Reaktif (VAR)
V = Tegangan (V)
I = Arus listrik (A)
sin φ = Faktor reaktif

3. Daya Semu (S)

Daya semu adalah daya yang dihasilkan dari perkalian tegangan dan arus listrik. Daya nyata merupakan daya yang diberikan oleh PLN kepada konsumen. Satuan daya nyata adalah VA (Volt.Ampere). 

Beban yang bersifat daya semu adalah beban yang bersifat resistansi (R), contoh : lampu pijar, setrika listrik, kompor listrik dan lain sebagainya. Peralatan listrik atau beban pada rangkaian listrik yang bersifat resistansi tidak dapat dihemat karena tegangan dan arus listrik se fasa perbedaan sudut fasa adalah 0o dan  memiliki nilai faktor daya adalah 1. Berikut ini persamaan daya semu :

S = V x I

Keterangan :
S = Daya semu (VA)
V = Tegangan (V)
I = Arus listrik (A)


B. Segitiga Daya

Gambar segitiga Daya

(daya semu aktif, daya reaktif, dan daya semu)

Daya aktif (P) digambarkan dengan garis horizontal yang lurus. Daya reaktif (Q) berbeda sudut sebesar 90o  dari daya aktif. Sedangkan daya semu (S) adalah hasil penjumlahan secara vektor antara daya aktif dengan daya reaktif. Jika mengetahui dua dari ketiga daya maka dapat menghitung salah satu daya yang belum diketahui dengan menggunakan persamaan berikut :

Keterangan :
P = Daya aktif
Q = Daya reaktif
S = Daya semu

Catatan tambahan trigonometri 

Contoh soal :

Sebuah motor listrik dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik 100 V, jika arus yang mengalir adalah 2 A dan faktor kerjanya 0,8. Berapakah besar nilai daya semu, daya aktif, dan daya reaktif ?

(Pengetahuan Tambahan soal bila telah diketahui Watt pada lampu maka Watt itu = Daya Aktif ) 

Diketahui : V = 100 V
                   I = 2 A
                   cos φ = 0,8
Ditanya    : S = ?
                   P = ?
                   Q =?
Jawab       :
Menghitung nilai daya semu (S) :

S = V x I

   = 100 V x 2 A

   = 200 VA

Menghitung nilai daya aktif (P) :

P = V x I cos φ   = 100 V x 2 A x 0.8    = 160 W

Menghitung nilai daya reaktif (Q) :