Friday, December 30, 2011

orang tua adalah segalanya

wahai teman yang harinya diselimuti doa orang tua
sudahkah kamu mendoakan orang tuamu hari ini?
sudahkah kamu tahu keadaan mereka hari ini?
dan sudahkah kamu berbagi cerita dengan mereka hari ini?
tidak ada yang lebih membahagiakan mereka kecuali kebahagiaan kita
mereka begitu senang saat kita menanyakan keadaannya,
saat kita berbagi cerita dengan mereka,
saat kita memeluk dan mencium mereka,
dan mereka akan selalu senang walau kita hanya mendoakan mereka
temanku yang insya Allah selalu diberkahi,
mengapa tak kita buat mereka merasa selalu senang dengan kepedulian kita?
bagi yang merantau..
tak dapatkah kita luangkan waktu tuk sekedar telpon ataupun sms mereka?
bukankah sms pacar atau teman selalu menemani waktumu?
bagaimana dengan orang tuamu?
bagi yang dirumah nya bersama orang tua..
bukankah ini peluang besar tuk kita dapat lebih membahagiakan mereka
tak perlu lah kita mengirim sms atau melakukan panggilan telpon
kita dapat mengucapkan 'aku sayang kamu, ibu(bapak)'
dan saat itu pula kita dapat langsung memeluk mereka
bukankah sangat jarang itu kita lakukan?
mungkin saat ulang tahun mereka pun hal itu kita lupakan
ya, begitu banyak penjelasan yang tentu saja itu hanya alasan
masihkah kita ingat?
kata yang pertama terucap dari mereka?
'apa kabar anakku? bagaimana keadaanmu? sudahkah kamu makan?'
setelah itu masihkah kita ingat?
'kamu terlihat kurus, ada apa anakku? mengapa mukamu tak bersemangat?
apakah ada yang mengganggu pikiranmu?'
apakah kita sadar?
beliau tak memberi jeda kepada kita untuk kembali bertanya?
kenapa?
karena beliau melihat ada yang lain dari kita
beliau tak ingin menambah beban kita dengan memikirkannya
yang beliau ingin hanya senyum khas kita yang selalu mereka rindu
setelah itu apa?
kita bercerita seakan hari itu benar-benar saatnya semua keluh-kesah kita tumpah
kita bercerita tiada henti dari sedih sampai bahagia
dan kita lupa sesuatu..
iya.. tentu saja..
beliau tetap setia mendengar semua cerita kita dengan begitu seksama
penuh ekspresi dan tentu saja menikmati
yang jelas terlihat bahwa mereka ingin berkata
'alangkah cepatnya, nak. kau sudah tumbuh dewasa sekarang'
dan apa yang kita lakukan setelah itu?
setelah semua cerita usai yang mungkin saja belum semua diceritakan
namun karena waktu tak memungkinkan, kita menyudahkan perbincangan itu
dan langsung saja kita meminta izin tuk istirahat atau membersihkan badan
ya.. jelas.. tanpa adanya pertanyaan dari kita untuk mereka
dan apa yang beliau lakukan?
beliau mengerti kelelahan kita dan mempersilahkan kita
bahkan beliau membuatkan kita minuman hangat beserta hidangan yang ada
hingga akhirnya waktu membuat kita terlena akan suguhan bagaikan raja itu
(lagi) kita duduk bersama mereka dan bercerita
dan mereka (tetap) setia mendengarkan hingga akhirnya kita benar-benar lupa
lupa menanyakan kabar dan keadaan mereka
betapa egoisnya kita?
tapi betapa mulianya orang tua?
mereka tetap saja tertawa, karena bagi mereka
'bahagia anakku adalah bahagia ku'
setelah kita mengingat setitik kecil keegoisan kita
masihkah kita ingin mengacuhkan hal kecil yang teramat bernilai itu?
hal kecil yang sesungguhnya membuat mereka merasa berharga
hal sangat kecil yang dapat membuat mereka menangis terharu
hal kecil yang tak akan pernah terlupakan oleh mereka
temanku yang baik hati dan pikirnya..
marilah kita ubah kebiasaan acuh kita terhadap mereka
yang dapat kita mulai dari sekarang sebelum penyesalan itu datang
:)

#teruntuk ibuku Hj.Kamsah
terima kasih atas semuanya.. dan maafkan anakmu ini atas segalanya..
you are my everything :')

*salam hangat dari Novia Malinda untuk semua orang tua di dunia*

Sunday, December 25, 2011

Wednesday, December 21, 2011

makalah motor induksi

BAB I
PENDAHULUAN


A.    Latar Belakang
Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (ac) yang paling luas digunakan. Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri, sedangkan motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase yang banyak digunakan terutama pada penggunaan untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.

B.     Topik Bahasan
 Pada makalah ini saya akan membahas tentang Osiloskop.

C.     Tujuan Penulisan Makalah
Makalah ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh dosen Dasar Konversi Energi Elektrik serta menjelaskan tentang motor induksi.


BAB II
ISI


A.    Definisi Motor Induksi

Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (ac) yang paling luas digunakan. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.
Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri, sedangkan motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase yang banyak digunakan terutama pada penggunaan untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.
Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron (ns = 120f/2p). Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator.
Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi , bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun.

B.     Konstruksi Motor Induksi

Motor induksi pada dasarnya mempunyai 3 bagian penting sebagai berikut.
1. Stator : Merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya.
2. Celah : Merupakan celah udara: Tempat berpindahnya energi dari startor ke rotor.
3. Rotor : Merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor.
Konstruksi stator motor induksi pada dasarnya terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut.
1. Rumah stator (rangka stator) dari besi tuang.
2. Inti stator dari besi lunak atau baja silikon.
3. Alur, bahannya sama dengan inti, dimana alur ini merupakan tempat meletakkan belitan (kumparan stator).
4. Belitan (kumparan) stator dari tembaga.
Rangka stator motor induksi didisain dengan baik dengan empat tujuan yaitu:
1. Menutupi inti dan kumparannya.
2. Melindungi bagian-bagian mesin yang bergerak dari kontak langsung dengan manusia dan dari goresan yang disebabkan oleh gangguan objek atau gangguan udara terbuka (cuaca luar).
3. Menyalurkan torsi ke bagian peralatan pendukung mesin dan oleh karena itu stator didisain untuk tahan terhadap gaya putar dan goncangan.
4. Berguna sebagai sarana rumahan ventilasi udara sehingga pendinginan lebih efektif.
Berdasarkan bentuk konstruksi rotornya, maka motor induksi dapat dibagi menjadi dua jenis .
1. Motor induksi dengan rotor sangkar (squirrel cage).
2. Motor induksi dengan rotor belitan (wound rotor)
a) Rangka Stator
 b) Rotor Belitan
 c) Rotor Sangkar

Diantara stator dan rotor terdapat celah udara yang merupakan ruangan antara stator dan rotor. Pada celah udara ini lewat fluks induksi stator yang memotong kumparan rotor sehingga meyebabkan rotor berputar. Celah udara yang terdapat antara stator dan rotor diatur sedemikian rupa sehingga didapatkan hasil kerja motor yang optimum. Bila celah udara antara stator dan rotor terlalu besar akan mengakibatkan efisiensi motor induksi rendah, sebaliknya bila jarak antara celah terlalu kecil/sempit akan menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin.
Motor induksi terdiri atas dua bagian utama yaitu rotor dan stator. Ada dua jenis rotor yaitu rotor sangkar dan rotor belitan. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu.
Stator merupakan bagian yang diam dari motor induksi tiga fasa, pada bagian stator terdapat beberapa slot yang merupakan tempat kawat (konduktor) dari tiga kumparan tiga fasa yang disebut kumparan stator, yang masing-masing kumparan mendapatkan suplai arus tiga fasa, maka pada kumparan tersebut segera timbul medan putar. Dengan adanya medan magnet putar pada kumparan stator akan mengakibatkan rotor berputar, hal ini terjadi karena adanya induksi magnet dengan kecepatan putar rotor sinkron dan kecepatan putar stator

Ada dua macam jenis Rotor pada motor induksi yaitu rotor sangkar dan rotor belitan. Rotor sangkar (squirrel cage rotor); kawat rotor terdiri dari batang-batang tembaga yang berat, aluminium atau alloy yang dimasukkan ke dalam inti rotor. Masing-masing ujung kawat dihubungkan singkat dengan ‘end-ring’.
Motor induksi dengan rotor belitan mempunyai rotor dengan belitan kumparan tiga fasa sama seperti kumparan stator. Kumparan stator dan rotor juga mempunyai jumlah kutub yang sama. Penambahan tahanan luar sampai harga tertentu, dapat membuat kopel mula mencapai harga kopel maksimmnya. Kopel mula yang besar memang diperlukan pada saat start. Motor induksi jenis ini memungkinkan penambahan (pengaturan) tahanan luar. Tahanan luar yang dapat diatur ini dihubungkan ke rotor melalui cincin. Selain untuk menghasilkan kopel mula yang besar, tahanan luar dapat diperlukan untuk membatasi arus mula yang besar pada saat start. Disamping itu dengan mengubah – ubah tahanan luar, kecepatan motor dapat diatur.

C.    Pinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa

Perputaran motor pada mesin arus bolak – balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak umumnya fasa 3. hubungan dapat berupa hubungan bintang atau delta.
Ada beberapa prinsip kerja motor induksi:
 Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasang pada kumparan medan (stator), timbullah medan putar dengan kecepatan rpm dengan fs = frekuensi stator (Stator line frequency) atau frekuensi jala-jala dan p = jumlah kutub pada motor. Medan stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pda kumparan jangkar (rotor) timbul tegangan induksi (ggl). Karena kumparan jangkar merupakan kumparan tertutup, ggl (E) akan menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) didalam medan magnet menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yng dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor besar akan memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa tegangan induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan stator dengan kecepatan berputar rotor (nr). Perbedaan kecepatan disebut slip (S) dinyatakan dengan bila tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila lebih kecil dari . Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron.

D.    Prinsip Kerja Motor Induksi

Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator kepada kumparan rotornya. Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul emf (ggl) atau tegangan induksi dan karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor. Penghantar (kumparan) rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan induksi stator. Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slot-slotnya yang dililitkan pada sejumlah kutup tertentu. Jumlah kutup ini menentukan kecepatan berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan ke rotornya. Makin besar jumlah kutup akan mengakibatkan makin kecilnya kecepatan putar medan stator dan sebaliknya. Kecepatan berputarnya medan putar ini disebut kecepatan sinkron.

E.     Rangkaian ekivalen

Medan Putar
Sebelum kita membahas bagaimana rotating magnetic field (medan putar) menyebabkan sebuah motor berputar, marilah kita tinjau bagaimana medan putar ini dihasilkan. Gambar berikut menunjukkan sebuah stator tiga fasa dengan suplai arus bolak balik tiga fasa pula

Belitan stator terhubung wye (Y). Dua belitan pada masing-masing fasa dililitkan dalam arah yang sama. Sepanjang waktu, medan magnet yang dihasilkan oleh setiap fasa akan tergantung kepada arus yang mengalir melalui fasa tersebut. Jika arus listrik yang melalui fasa tersebut adalah nol (zero), maka medan magnet yang dihasilkan akan nol pula. Jika arus mengalir dengan harga maksimum, maka medan magnet berada pada harga maksimum pula. Karena arus yang mengalir pada system tiga fasa mempunyai perbedaan 120o, maka medan magnet yang dihasilkan juga akan mempunyai perbedaan sudut sebesar 120o pula.
Ketiga medan magnet yang dihasilkan akan membentuk satu medan, yang akan beraksi terhadap rotor. Untuk motor induksi, sebuah medan magnet diinduksikan kepada rotor sesuai dengan polaritas medan magnet pada stator. Karenanya, begitu medan magnet stator berputar, maka rotor juga berputar agar bersesuaian dengan medan magnet stator.
Pada sepanjang waktu, medan magnet dari masing-masing fasa bergabung untuk menghasilkan medan magnet yang posisinya bergeser hingga beberapa derajat. Pada akhir satu siklus arus bolak balik, medan magnet tersebut telah bergeser hingga 360o, atau satu putaran. Dan karena rotor juga mempunyai medan magnet berlawanan arah yang diinduksikan kepadanya, rotor juga akan berputar hingga satu putaran. Penjelasan mengenai ini dapat dilihat pada gambar selanjutnya.
Putaran medan magnet dijelaskan pada gambar di bawah dengan “menghentikan” medan tersebut pada enam posisi. Tiga posisi ditandai dengan interval 60o pada gelombang sinus yang mewakili arus yang mengalir pada tiga fasa A,B, dan C. Jika arus mengalir dalam suatu fasa adalah positif, medan magnet akan menimbulkan kutub utara pada kutub stator yang ditandai dengan A’, B’, dan C’.

Pada posisi T1, arus pada fasa C berada pada harga positif maksimumnya. Pada saat yang sama, arus pada fasa A dan B berada pada separuh harga negative maksimumnya. Medan magnet yang dihasilkan terbentuk secara vertical dengan arah ke bawah, dengan kekuatan medan maksimum terjadi sepanjang fasa C, antara kutub C (utara) dengan C’ (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah yang dihasilkan sepanjang fasa A dan B, dengan kutub-kutub A’ dan B’ menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub A dan B menjadi kutub-kutub selatan.
Pada posisi T2, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 60o listrik. Pada posisi ini, arus dalam fasa A telah naik hingga harga negative maksimumnya. Arus pada fasa B mempunya arah yang berlawanan dan berada pada separuh harga maksimum positifnya. Begitu pula arus pada fasa C telah turun hingga separuh dari harga maksimum positifnya. Medan magnet yang dihasilkan terbentuk ke kiri arah bawah, dengan kekuatan medan maksimum sepanjang fasa A, antara kutub-kutub A’ (utara) dan A (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah yang timbul sepanjang fasa B dan C, dengan kutub-kutub B dan C menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub B’ dan C’ menjadi kutub-kutub selatan. Di sini terlihat bahwa medan magnet pada stator motor secara fisik telah berputar sebanyak 60o.
Pada posisi T3, gelombang sinus arus berputar lagi 60o listrik dari posisi sebelumnya hingga total rotasi pada posisi ini sebesar 120 o listrik. Pada posisi ini, arus dalam fasa B telah naik hingga mencapai harga positif maksimumnya. Arus pada fasa A telah turun hingga separuh dari harga negative maksimumnya, sementara arus pada fasa C telah berbalik arah dan berada pada separuh harga negative maksimumnya pula. Medan magnet yang dihasilkan mengarah ke atas kiri, dengan kekuatan medan maksimum sepanjang fasa B, antara kutub B (utara) dan B’ (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah sepanjang fasa A dan C, dengan kutub-kutub A’ dan C’ menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub A dan C menjadi kutub-kutub selatan. Sehingga terlihat di sini bahwa medan magnet pada stator telah berputar 60o lagi dengan total putaran sebesar 120o.
Pada posisi T4, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 180 derajat listrik dari titik T1 sehingga hubungan antara arus-arus fasa adalah indentik dengan posisi T1 kecuali bahwa polaritasnya telah berbalik. Karena fasa C kembali pada harga maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C kembali berada pada harga maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C akan memiliki kekuatan medan maksimum. Meskipun demikian, dengan arus yang mengalir dalam arah yang berlawanan pada fasa C, medan magnet yang timbul mempunyai arah ke atas antara kutub C’ (utara) dan C (selatan). Terlihat bahwa medan magnet sekarang telah berotasi secara fisik sebanyak 180o dari posisi awalnya.
Pada posisi T5, fasa A berada pada harga positif maksimumnya, yang menghasilkan medan magnet ke arah atas sebelah kanan. Kembali, medan magnet secara fisik telah berputar 60o dari titik sebelumnya sehingga total rotasi sebanyak 240o. Pada titik T6, fasa B berada pada harga maksimum negative yang menghasilkan medan magnet ke arah bawah sebelah kanan. Medan magnet pun telah berotasi sebesar 60o dari titik T5 sehingga total rotas adalah 300o.
Akhirnya, pada titik T7, arus kembali ke polaritas dan nilai yang sama seperti pada Posisi T1. Karenanya, medan magnet yang dihasilkan pada posisi ini akan identik dengan pada posisi T1. Dari pembahasan ini, terlihat bahwa untuk satu putaran penuh gelombang sinus listrik (360o), medan magnet yang timbul pada stator sebuah motor juga berotasi satu putaran penuh (360o). Sehingga, dengan menerapkan tiga-fasa AC kepada tigfa belitan yang terpisah secara simetris sekitar stator, medan putar (rotating magnetic field) juga timbul.
SLIP
Jika arus bolak balik dikenakan pada belitan stator dari sebuah motor induksi, sebuah medan putar timbul. Medan putar ini memotong batang rotor dan menginduksikan arus kepada rotor. Arah aliran arus ini dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kiri untuk generator.
Arus yang diinduksikan ini akan menghasilkan medan magnet di sekitar penghantar rotor, berlawanan polaritas dari medan stator, yang akan mengejar medan magnet pada stator. Karena medan pada stator terus menerus berputar, rotor tidak pernah dapat menyamakan posisi dengannya alias selalu tertinggal dan karenanya akan terus mengikuti putaran medan pada stator sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah ini.r
Dari penjelasan di atas, terlihat bahwa rotor pada motor induksi tidak pernah dapat berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan medan putar. Jika kecepatan rotor sama dengan keceparan medan putar stator, maka tidak ada gerak relatif antara keduanya, dan tidak akan ada induksi EMF kepada rotor. Tanpa induksi EMF ini, tidak akan ada interaksi medan yang diperlukan untuk menimbulkan gerak. Rotor, karenanya ahrus berputar dengan kecepatan yang lebih rendah dari kecepatan medan putar stator jika gerak relatif tersebut harus ada antara keduanya.
Persentase perbedaan antara kecepatan rotor dan kecepatan medan putar disebut dengan slip. Semakin kecil slip, semakin dekat pula kecepatan rotor dengan kecepatan medan putar. Persen slip dapat dicari menggunakan Equation (12-1).

dimana
NS= kecepatan sinkron (rpm) NR= kecepatan rotor (rpm)
Kecepatan medan putar atau kecepatan sinkron dari suatu motor dapat dicari dengan menggunakan Equation (12-2).

Torque
Torque motor induksi AC tergantung kepada kekuatan medan rotor dan stator yang saling berinteraksi dan hubungan fasa antara keduanya. Torque dapat dihitung dengan Equation (12-3).
Selama operasi normal, K,   , dan cos  adalah konstan, sehingga torque berbanding lurus dengan arus rotor. Arus rotor meningkat dengan proporsi yang sama dengan slip. Perubahan torque terhadap slip menunjukkan bahwa begitu slip naik dari nol hingga –10%, torque naik secara linier. Begitu torque dan slip naik melebihi torque beban penuh, maka torque akan mencapai harga maksimum sekitar 25% slip. Torque maksimum disebut breakdown torque motor. Jika beban dinaikkan melebihi titik ini, motor akan stall dan segera berhenti. Umumnya, breakdown torque bervariasi dari 200 hingga 300% torque beban penuh. Torque awal (starting torque) adalah nilai torque pada 100% slip dan normalny 150 hingga 200% torque beban penuh. Seiring dengan pertambahan kecepatan dari rotor, torque akan naik hingga breakdown torque dan turun mencapai nilai yang diperlukan untuk menarik beban motor pada kecepatan konstan, biasanya antara 0 – 10%. Gambar berikut menunjukkan karakteristik Torque terhadap slip.

F.     Motor Satu Fasa
Jika dua belitan stator dengan impedansi yang tidak sama dipisahkan sejauh 90 derajat listrik dan terhubung secara parallel ke sumber satu fasa, medan yang dihasilkan akan tampak berputar. Ini disebut dengan pemisahan fasa (phase splitting).

Pada motor fasa terpisah (split-phase motor), dipergunakanlah lilitan starting untuk penyalaan. Belitan ini mempunyai resistansi yang lebih tinggi dan reaktansi yang lebih rendah dari belitan utama. Jika tegangan yang sama VT dikenakan pada belitan starting dan utama, arus pada belitan utama (IM) tertinggal dibelakang arus pada belitan starting (IS). Sudut antara kedua belitan mempunyai beda fasa yang cukup untuk menimbulkan medan putar untuk menghasilkan torque awal (starting torque). Ketika motor mencapai 70 hingga 80% dari kecepatan sinkron, saklar sentrifugal pada sumbu motor membuka dan melepaskan belitan starting. Motor satu fasa biasanya digunakan untuk aplikasi kecil seperti peralatan rumah tangga (contoh mesin pompa).
G.    Motor Sinkron
Motor sinkron serupa dengan motor induksi pada mana keduanya mempunyai belitan stator yang menghasilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi, motor sinkron dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring dan sikat (brush) untuk memberikan arus kepada rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan medan putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke titik dimana rotor ditarik keluar dari keserempakannya dengan medan putar, maka tidak ada torque yang dihasilkan, dan motor akan berhenti. Motor sinkron bukanlah self-starting motor karena torque hanya akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya motor memerlukan peralatan untuk membawanya kepada kecepatan sinkron.
Motor sinkron menggunakan rotor belitan. Jenis ini mempunyai kumparan yang ditempatkan pada slot rotor. Slip ring dan sikat digunakan untuk mensuplai arus kepada rotor.
H.    Penyalaan Motor Sinkron
Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu. Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.
Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis (gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada perubahan kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque.

Gambar sudut torque (torque angle)
Jika beban mekanis pada motor dinaikkan ke titik dimana rotor ditarik keluar dari sinkronisasi , maka motor akan berhenti. Harga maksimum torque sehingga motor tetap bekerja tanpa kehilangan sinkronisasi disebut pull-out torque.

makalah pengukuran pada frekuensi tinggi

BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada frekuensi tinggi, elemen-elemen rangkaian sangat dipengaruhi induktansi-induktansi sisa (residual inductance), kapasitansi-kapasitansi yang tak dikehendaki (stray capacitance) ataupun skin effect dengan bertambahnya frekuensi; harga-harganya berubah dengan berubahnya frekuensi. Hal lain yang harus diperhatikan, walaupun dapat digunakan dalam pengukuran secara umurn ialah sebagai berikut. Suatu peredarn harus diletakkan antara sumber energi seperti oscillator dan rangkaian pengukuran sehingga, timbulnya perbedaan impedansi yang tiba-tiba, jika ada di antaranya, tidak akan mempengaruhi stunber enersi sehingga dapat menyebabkan kerusakan padanya ataupun kerja yang tidak stabil. Maka dari itu ”matching” antara impedansi output dari stunber energi dengan impedansi input dari rangkaian pengukuran merupakan suatu hal yang diperlukan pada rangkaian-rangkaian frekuensi tinggi (impedance matching).

B.     Topik Pembahasan
Pada makalah ini saya akan membahas tentang pengukuran pada frekuensi tinggi.

C.      Tujuan Penulisan Makalah

Makalah ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh asisten dosen Instrumentasi dan Pengukuran serta menjelaskan tentang pengukuran pada frekuensi tinggi.






BAB II
ISI


3.1 Ketentuan-ketentuan Gelombang Elektromagnitis Dan Klasifikasi-klasifikasi Frekuensi

Frekuensi rendah ialah daerah frekuensi yang tak melampaui frekuensi audio dan frekuensi tinggi adalah daerah frekuensi di atas frekuensi audio. Dalam beberapa hal, gelombang elektromagnitis yang termasuk ke dalam daerah UHF atau SHF dinyatakan sebagai microwave, dan yang dalam daerah EHF sebagai  gelombang millimeter ataupun sub-millimeter. Untuk satuan dari frekuensi dipakai c/s akan tetapi secara internasional satuan yang dipakai adalah Hertz. Satuan-satuan
 frekuensi yang dipakai adalah sebagai berikut:

1 GHz (giga Hertz) = 109 Hz.
1 MHz (mega Hertz)  106 Hz.
I  kHz (kilo Hertz) = 103 Hz.













Tabel 3-1 Klassifikasi dan penggolongan dari daerah-daerah frekuensi dan daerah-daerah panjang gelombang.
       
Daerah frekuensi (tak termasuk batas bawah dan termasuk batas atas)
Klassifikasi Metrik
Singkatan
Sampai     30 kHz
                 30 kHz - 300 kHz             
                 300 kHz - 3000 kHz
                 3 MHz  -   30 MHz
                 30 MHz - 300 MHz
                 300 MHz - 3000 MHz
                 3 GHz  -   30 GHz
                 30 GHz - 300 GHz      
                 300 GHz - 3000 GHz
      

Gelombang Kilometer
Gelombang Hektometer
Gelombang Dekameter 
Gelombang meter      
Gelombang Desimeter
Gelombang Sentimeter 
Gelombang Millimeter                   
                         
VLF
LF
MF
HF
VHF
UHF
SHF
EHF



3.2 Elemen-elemen Rangkaian Frekuensi Tinggi

Elemen-elemen rangkaian (tahanan, induktansi, kapasitansi) yang menunjukkan harga kira-kira konstan untuk perubahan frekuensi pada daerah frekuensi rendah, akan berubah harganya secara cepat dengan bertambahnya frekuensi karena pengaruh induktansi sisa, kapasitansi yang tak dikehendaki atau skin effect. Oleh karena itu elemen elemen rangkaian yang dipakai pada frekuensi rendah tidak dapat dipakai untuk membentuk rangkaian rangkaian frekuensi tinggi Sebagai contoh kumparan atau kondensator, memperlihatkan bertarnbahnya kerugian tahanan, kerugian radiasi dan kerugian dielektrik dan menjadi tidak dapat dipakai dengan bertambahnya frekuensi, tanpa adanya perubahan pada bentuk ataupun ukuran alat-alat tersebut untuk penggunaan pada frekuensi tinggi. Berikut ini beberapa gejala yang pada frekuensi tinggi :

a.       Skin effect
Karena harga tahanan pada frekuensi tinggi memperlihatkan pertambahan dibandingkan dengan pada arus DC ataupun pada frekuensi rendah maka  ini yang disebut skin effect.  

b.      Skin depth
Dalamnya bagian pada penghantar dimana besar arus di situ adalah 36,8 % (lie) dari harga arus pada permukaan disebut skin depth, dan besarnya adalah:
d=

dimana :

d = skin depth (m)
f =  frekuensi (Hz)
μ=  permeabilitas magnit dari penghantar (H/m)
σ= konduktivitas penghantar (S)

c.       Proximity effect
Distribusi arus pada salah satu penghantar dipengaruhi oleh fluksi magnit yang ditimbulkan oleh penghantar yang lain, juga oleh fluksi magnit yang ditimbulkan sendiri. Pengaruh ini disebut ”proximity effect”.

d.      Effect Radasi
Efek ini bertambah dengan bertambahnya frekuensi, Efek ini dapat dicegah dengan memakai kabel koaksial.

e.       Kerugian dielektrik
Nilai kerugian dielektrik berubah dengan berubahnya frekuensi dan dalam penentuan nilainya pengaruh frekuensi harus selalu diperhatikan.



3.2.1 Elemen-elemen Tahanan

Elemen tahanan untuk penggunaan frekuensi tinggi dibuat agar harga-harga L dan C-nya sekecil mungkin. Elemen tahanan dibuat berupa lilitan kawat dengan memakai bahan kawat tahanan. Pada frekuensi tinggi yang lebih sering dipakai adalah elemen tahanan dengan film, karena tebal yang sangat tipis di bawah  cm dari film menghasilkan skin effect yang sangat kecil. Tahanan film pada frekuensi tinggi dibuat dengan menutupkan suatu keramik silinder dengan tahanan film, dimana bagian dalam dari  keramik tersebut bebas dari tahanan film, oleh sebab itu apabila tahanan film terdapat pada bagian dalam akan menurunkan karakteristik-karakteristik tahanan pada frekuensi tinggi. Untuk pemakaian pada frekuensi tinggi diperlukan pelilitan secara khusus untuk menghilangkan pengaruh induktansi.


3.2.2 Elemen Induktansi

Inti-inti yang dipakai pada rangkaian rangkaian frekuensi tinggi memperlihatkan pertambahan rugi-rugi disebabkan rugi-rugi eddy current, rugi-rugi histerisis, dan lain-lain sehingga harga efektif permeabilitas berkurang dengan bertambahnya frekuensi. Untuk mencegah ini maka yang sering dipakai orang adalah inti-inti serbuk yang dibuat dengan tekanan tinggi dari electrically insulating iron atau magnetic alloy dust. Bahan Ferrite ini terdiri dari campuran oksida besi, nikkel, mangan, d.1.1. dan dilebur pada temperatur 1.300 s/d 1.400C dan digunakan dalam berbagai kebutuhan untuk bahan-bahan magnitis frekuensi tinggi, peredam-peredam microwave d.1.1. Untuk menyatakan sifat kelistrikan dari suatu rangkaian ataupun elemen, maka dipakai suatu besaran Q yang pengertiannya dijelaskan sebagai berikut:
Definisi Q
Q didefinisikan sebagai energi yang tersimpan dalam rangkaian, dikalikan 27t, dibagi dengan enersi yang dipakai dalam rangkaian untuk I cycle. Dan i sini dapat diambil kesimpulan bahwa rangkaian yang mempunyai Q besar mempunyai kerugian yang kecil.

Q dari suatu kumparan
Q dari suatu kumparan dinyatakan sebagai ωL/r dimana r adalah komponen tahanan dan L adalah komponen induktipnya. Jadi makin kecil r, makin besar harga Q dan nuakin baik kumparannya. Kumparan yang dipakai pada frekuensi tinggi umumnya ditempatkan dalam suatu kaleng logam untuk keperluan perlindungan elektrostatik. Dalam hal ini harga Q dari kumparan bisa berkurang keouali jika ada sedikit ruang antara kumparan dengan kaleng logamnya

3.2.3 Elemen Kapasitansi

Elemen kapasitansi terdiri dari sepasang elektroda yang di antaranya terdapat bahan dielektrik. (termasuk udara) yang memberikan kapasitansi statis. Kapasitansi ini diberikan oleh rumus:

C = 0,0884 (pF)                               

Dimana
A : luas elektroda (cm2)         
 t :  jarak antara elektroda (cm)
: konstanta dielektrik dari bahan dielektrik antara elektroda.

Pada frekuensi tinggi, elemen ini dibuat dengan ukuran kecil. Untuk mendapatkan kapasitansi yang besar, jarak antar elektroda diperkecil tanpa menyebabkan terjadinya ”breakdown” pada dielektrik, dan untuk ini dipakai bahan dielektrik yang mempunyai rugi-rugi kecil dan konstanta dielektrik yang tinggi.

Q dari kondensator
 Q dari kondensator yang dinyatakan dengan rangkaian ekivalen paralel tersebut, ialah Q coCr. Suatu kapasitor yang baik adalah kapasitor yang mempunyai r besar, sehingga kondensator tanpa rugi - rugi r nya ialah tak terhingga besarnya. Untuk setiap elemen seperti tahanan, induktansi ataupun kondensator, pengaruh dari kawat penghubung atau bahan pembantu lain yang dihubungkan ke terminalnya tidak dapat diabaikan.

3.2.4 Connector (Penghubung)

Jenis BNC banyak dipakai pada kabel-kabel kecil untuk menghubungkan alat pengukur. Jenis APC-7 dipakai untuk daerah frekuensi ultra sampai 18 GHz, dan untuk alat-alat pengukur microwave dan perubahan pulsa-pulsa tinggi (high rate pulses) atau 18 GHz band sampling oscilloscope, d.1.1.). GR-900 BT dibuat khusus untuk pengukuran-pengukuran teliti dan umumnya dipakai sebagai elemen rangkaian koaksial standard. Jenis M banyak dipakai untuk daerah frekuensi di bawah 200 MHz tapi tidak dapat dipakai apabila impedansi merupakan suatu persoalan

3.3 Elemen-elemen Konstanta Rangkaian Terbagi (Distributed Circuit Constants)

Penggunaan rangkaian terbagi, yaitu suatu rangkaian yang mempunyai tahanan, induktansi, kapasitansi terbagi dan tahanan bocor.
Dari gambar diatas misalkan panjang suatu bagian kecil dari kawat transmisi ialah L, dan benda tegangan yang disebabkan oleh arus i yang mengalir melalui tahanan Rl dan reaktansi jwll dari bagian l tersebut  adalah . Jika arus mengalir diantara pengantar-pengantar melalui kapasitansi C dan kondisi G(kebalian dari tahanan bocor) dari bagian  akan menyebabkan beda arus sebesar .
Beberapa persamaan-persamaan dasar yaitu:
    V = l(R +  jL)    l                                 
     l = V(G +  jC)    I                              
dimana: R, L, G dan C adalah tahanan, induktansi, konduktansi dan kapasitansi persatuan panjang transmisi.
Transmisi perubahan waktu adalah:



Untuk melukiskan besr dari gelombang pantulan, dipakai koefisien pantulan arus dan tegangan diberi sebagai berikut:



Dimana Tv dan T1 adalah besaran kompleks karena Z, biasanya terdiri dari kolom tahanan dan reactive.
Untuk mencari Zin maka kita dapat mengunakan rumus :


Satu kerugian ( boleh diabaikan karena kawat transmisi biasanya diangap sempurna jika frekuensi tidak tinggi sekali.

3.3.1 Kawat Koaksial

3.3.1.1 Mode-mode gelombang elektromagnitis pada kawat koaksial
Untuk menganalisa perambatan dari gelombang elektromagnitis pada kawat koaksial diperlukan mengetahui distribusi dari medan listrik dan medan magnit dengan menyelesaikan persamaan-persamaan Maxwell pada syarat-syarat daerah perbatasan dimana gelombang elektromdgnit akan merambat pada bagian dalam dari penghantar koaksial silinder metalik.
3.3.1.2  Elemen-elemen rangkaian jenis koaksial

1.      Elemen tahanan jenis koaksial (peredam koaksial)
Pada frekuensi tinggi tahanan film dipakai sebagai elemen tahanan dan pada rangkaian kabel koaksial panjang tahanan film ini dibuat lebih kecil dari panjang gelombang dan penggunaan praktisnya sebagai tahanan murni.

2.      Elemen reaktansi,koaksial
Khusus pada kabel koaksial elemen reaktansi yang dipakai adalah juga suatu kabel koaksial yang dihubung singkat. Harga reaktansi diperoleh dengan memilih panjang 1 yang cocok. Dan i sini apabila 1 < 1/4 maka sifatnya adalah induktip dan jika 1/4 A < 1 < 1/2 1 sifatnya adalah kapasitip. Jika 1 terus bertambah, maka reaktansi induktip dan reaktansi kapasitip akan berputar bergantian.

3.      Elemen phasa jenis koaksial
Jika diinginkan perubahan phasa dari gelombang tegangan dan gelombang arus pada suatu titik di suatu kawat koaksial, maka suatu kawat koaksial lain yang mempunyai penampang sama dihubungkan pada sisi sumber dari titik tersebut. Besarnya phasa dapat diperoleh dengan memilih panjang yang cocok dari kawat koaksial tersebut.

4.      Penghubung penyearah (directional couplers) jenis koaksial
Kadang-kadang dibutuhkan pencabangan aliran dari gelombang elektromagnit.
Alat yang dipakai untuk ini adalah suatu penghubung penyearah. Ada banyak macam penghubung, tapi disini akan diterangkan penghubung penyearah yang mempunyai dua lubang penghubung yang berjarak 1/4 panjang gelombang. Jika ada gelombang tegangan masuk sisi primer kawat dari sebelah kanan akan diperoleh hasil sama sehingga terdapatlah suatu penghubung penyearah.

3.3.2 Penghantar Wave Guide

Pada frekuensi tinggi UHF dan SHF, lebih baik tidak dipakai penghantar koaksial berdasarkan mode TEM, karena rugi-rugi akan bertambah dengan bertambah kecilnya penampang. Untuk menanggulangi kesulitan ini dipakai wave guide kosong, dalam bentuk suatu penghantar koaksial yang kosong tengahnya. Tetapi pada frekuensi sekitar 500 MHz, wave guide mempunyai penampang yang besar dan tidak dapat dipakai kecuali untuk tujuan-tujuan khusus. Pada kira-kira 3 GHz atau lebih, wave guide banyak dipakai.

3.3.2.1 Mode dari gelombang elektromagnit dalam suatu wave guide

Wave guide dibuat dalam bentuk empat segi ataupun lingkaran. Pada setiap jenis distribusi medan gelombang elektromagnit pada wave guide adalah dalam mode TB dimana komponen medan listrik hanya berada pada penampang melintang, ataupun mode TM dimana komponen medan listrik hanya berada pada penampang melintang, ataupun mode TM dimana komponen medan magnit hanya berada pada penampang melintang: Untuk wave guide yang tidak mungkin mempunyai mode TEM maka mode yang memperli hatkan frekuensi cut-off yang terrendah disebut mode dominan dan mode yang lain disebut mode tingkat tinggi (orde lebih tinggi).
Methoda untuk menentukan mode gelombang elektromagnit pada wave guide lingkaran adalah sama dengan wave guide empat persegi. Oleh sebab itu elemen-elemen ranglcaian jenis wave guide pada dasarnya dibuat berdasarkan pemikiran yang sama dengan elemen-elemen rangkaian jenis koaksial.

3.3.2.2 Elemen-elemen rangkaian jenis wave guide

Adapun elemen-elemen dari rangkaian jenis wave guide, yaitu :
1.      Elemen rangkaian tahanan jenis wave guide (peredam tahanan)
2.      Elemen reaktansi jenis wave guide
3.      Elemen phasa jenis wave guide
4.      Penghubung penyearah jenis wave guide
5.      Magic T (cabang)
6.       
3.4 Pengukuran-pengukuran Tegangan Frekuensi Tinggi

Untuk Voltmeter yang dipakai pada frekuensi tinggi, biasanya dipakai voltmeter tabung hampa yang mempergunakan tabung-tabung hampa yang kecil, tapi akhir-akhir ini banyak dipakai voltmeter-voltmeter dengan dioda sebagai pengganti tabung hampa. Daerah frekuensi yang bisa diukur oleh voltmeter ini adalah sampai 1 GHz.
Jenis-jenis voltmeter :
1.      Voltmeter tabung hampa jenis P
2.      Voltmeter penunjuk harga puncak ke puncak
Sebagai contoh suatu tegangan gelombang sinus.
3.      Voltmeter penunjuk harga rata-rata
Tegangan yang hendak di ukur di perkuat dan di serahkan untuk melalui suatu amperemeter  sehingga ini akan menunjuk harga rata-rata dari tegangan yang di ukur. Daerah kerja frekwensi ialah sampai sekitar 10 MHz.
4.      Voltmeter sampling
Voltmeter jenis ini dapat mempunyai daerah kerja frekwensi sampai di atas 1 GHz.




















BAB III
PENUTUP

Kesimpulan
1.      Pada frekuensi tinggi, elemen-elemen rangkaian sangat dipengaruhi induktansi-induktansi sisa (residual inductance), kapasitansi-kapasitansi yang tak dikehendaki (stray capacitance) ataupun skin effect dengan bertambahnya frekuensi.
2.      Beberapa gejala yang pada frekuensi tinggi, yaitu Skin effect, Skin depth, Proximity effect, Effect Radasi dan Kerugian dielektrik
3.      Adapun elemen-elemen dari rangkaian jenis wave guide, yaitu Elemen rangkaian tahanan jenis wave guide (peredam tahanan), Elemen reaktansi jenis wave guide, Elemen phasa jenis wave guide, Penghubung penyearah jenis wave guide dan Magic T (cabang)
4.      Jenis-jenis voltmeter, yaitu Voltmeter tabung hampa jenis P, Voltmeter penunjuk harga puncak ke puncak, Voltmeter penunjuk harga rata-rata dan Voltmeter sampling.