Dasar Teknik Elektro: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 16 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baru Kembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Resistor seri & paralel

Resistor seri: R_eq = R₁ + R₂ + …
Resistor paralel: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + …
Dua resistor paralel: R_eq = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
Hukum Ohm: V = I·R
Daya: P = V·I = I²R = V²/R

Metode

Mulailah dari ujung jaringan yang paling jauh dari terminal.
Gabungkan resistor seri dengan menjumlahkannya, dan resistor paralel dengan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
Gambar ulang rangkaian setelah setiap langkah.
Ulangi sampai tersisa satu resistor di antara terminal.

Analisis simpul

Hukum arus Kirchhoff: ΣI_in = ΣI_out
Arus cabang: I = (V_a − V_b)/R
Simpul referensi: V_ground = 0

Metode

Pilih simpul referensi (ground) dan beri label tegangan simpul lainnya.
Tulis hukum arus Kirchhoff di setiap simpul yang tidak diketahui: arus yang keluar melalui setiap cabang sama dengan arus yang masuk.
Nyatakan setiap arus cabang sebagai (V_a − V_b)/R.
Selesaikan sistem persamaannya, lalu cari arus yang Anda perlukan.

Thévenin & Norton

Tegangan Thévenin: V_th = V_{open circuit}
Resistansi Thévenin: R_th: semua sumber dimatikan, dilihat dari a–b
Arus Norton: I_N = V_th/R_th
Arus beban: I_L = V_th/(R_th + R_L)
Transfer daya maksimum: R_L = R_th, P_max = V_th²/(4R_th)

Metode

Lepaskan beban dan tandai kedua terminal a dan b.
Cari tegangan rangkaian terbuka antara a dan b: inilah V_th.
Matikan semua sumber independen dan cari hambatan yang terlihat dari a–b: inilah R_th.
Pasang kembali beban pada rangkaian ekuivalen: V_th seri dengan R_th.
Untuk ekuivalen Norton, konversikan: I_N = V_th/R_th, dengan R_N = R_th secara paralel.

Transien RC & RL

Konstanta waktu: τ = RC | τ = L/R
Respons: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ
Kapasitor pada DC: rangkaian terbuka; v_C tidak dapat melompat
Induktor pada DC: hubung singkat; i_L tidak dapat melompat
Keadaan tunak: t ≈ 5τ

Metode

Cari nilai awal sesaat setelah sakelar berpindah: tegangan kapasitor dan arus induktor tidak dapat melompat.
Cari nilai akhir lama setelah sakelar berpindah: kapasitor berperilaku sebagai rangkaian terbuka, induktor sebagai hubung singkat.
Cari konstanta waktu: τ = RC atau τ = L/R, dengan hambatan yang terlihat oleh kapasitor atau induktor.
Gunakan x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ.

Impedansi AC & fasor

Impedansi: Z_R = R, Z_L = jωL, Z_C = 1/(jωC)
Frekuensi sudut: ω = 2πf
Besar dan sudut: |Z| = √(R² + X²), φ = atan(X/R)
Hukum Ohm dalam fasor: V = I·Z

Metode

Ubah frekuensinya: ω = 2πf.
Cari setiap reaktansi: X_L = ωL dan X_C = 1/(ωC).
Jumlahkan impedansi seperti resistor, dengan Z = R + jX.
Cari besar |Z| = √(R² + X²) dan sudut φ = atan(X/R), lalu gunakan hukum Ohm dengan fasor.

Daya AC & faktor daya

Daya nyata: P = V·I·cos φ
Daya reaktif: Q = V·I·sin φ
Daya semu: S = V·I = √(P² + Q²)
Faktor daya: pf = cos φ = P/S
Kapasitor kompensasi: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(ωV²)

Daya tiga fasa

Hubungan Y: V_L = √3·V_ph, I_L = I_ph
Hubungan Δ: V_L = V_ph, I_L = √3·I_ph
Daya nyata total: P = √3·V_L·I_L·cos φ = 3·I_ph²·R
Daya semu dan daya reaktif: S = √3·V_L·I_L, Q = P·tan φ
Kapasitor perbaikan faktor daya: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(3ωV²)
Tegangan pada setiap kapasitor: Δ: V_L Y: V_L/√3
Daya masukan motor: P_in = P_out/η

Transformator

Rasio lilitan: a = N₁/N₂ = V₁/V₂
Rasio arus: I₁/I₂ = N₂/N₁ = 1/a
Arus pengenal: I = S/V
Impedansi yang dirujuk: Z₁′ = a²·Z_L
Rugi tembaga pada beban parsial: P_cu = x²·P_cu,fl
Efisiensi: η = x·S·pf/(x·S·pf + P_core + x²·P_cu,fl)
Efisiensi maksimum: x = √(P_core/P_cu,fl)

2Soal latihan

1.Resistor seri & paralelSedang

Cari arus I_R1 yang dialirkan sumber, yang mengalir melalui R₁.

V₁ = 30 VR₁ = 12 ΩR₂ = 4 ΩR₃ = 6 ΩR₄ = 20 Ω

I_R1 = A

2.Resistor seri & paralelSulit

Cari arus I_R1 yang dialirkan sumber, yang mengalir melalui R₁.

V₁ = 30 VR₁ = 3 ΩR₂ = 10 ΩR₃ = 4 ΩR₄ = 15 ΩR₅ = 5 ΩR₆ = 20 Ω

I_R1 = A

3.Analisis simpulSedang

Sumber tegangan Vₛ antara A dan B memiliki terminal + di B, jadi membuat V_B − V_A = Vₛ. Gunakan analisis simpul dengan supernode untuk mencari tegangan simpul V_B (diukur terhadap ground).

I_s = 2 AV_s = 12 VR₁ = 5 ΩR₂ = 5 Ω

V_B = V

4.Analisis simpulSulit

Gunakan analisis simpul untuk mencari arus I_R4 melalui R₄ searah panah.

V₁ = 30 VI_s = 1 AV₂ = 12 VR₁ = 2 ΩR₂ = 10 ΩR₃ = 15 ΩR₄ = 12 ΩR₅ = 3 Ω

I_R4 = A

5.Thévenin & NortonSedang

Beban R_L = 12 Ω dipasang di a–b. Ganti sisa rangkaian dengan ekuivalen Thévenin-nya dan cari arus beban I_L.

V₁ = 24 VR₁ = 3 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 2 ΩR_L = 12 Ω

I_L = A

6.Thévenin & NortonSulit

Cari tegangan Thévenin V_th dilihat dari terminal a–b.

V₁ = 15 VI_s = 2,5 AR₁ = 8 ΩR₂ = 20 ΩR₃ = 25 Ω

V_th = V

7.Transien RC & RLSedang

Induktor tidak dialiri arus sebelum sakelar ditutup pada t = 0. Berapa lama setelah sakelar ditutup arus mencapai 75% dari nilai akhirnya? Cari t.

V_s = 6 VR = 22 ΩL = 33 mH

t = ms

8.Transien RC & RLSulit

Tepat sebelum sakelar ditutup pada t = 0, kapasitor bertegangan 30 V dengan polaritas yang ditunjukkan. Cari tegangan kapasitor v_C pada t = 1000 ms.

V_s = 5 VR = 3,3 kΩC = 220 µFv_C(0) = 30 Vt = 1000 ms

v_C = V

9.Impedansi AC & fasorSedang

Rangkaian RLC seri dihubungkan ke sumber 10 V (rms), 60 Hz. Cari arus rms I.

V = 10 V (rms)f = 60 HzR = 15 ΩL = 50 mHC = 47 µF

I = A

10.Impedansi AC & fasorSulit

Rangkaian RLC seri dihubungkan ke sumber 24 V (rms), 60 Hz. Cari frekuensi resonansi f₀ rangkaian.

V = 24 V (rms)f = 60 HzR = 10 ΩL = 200 mHC = 22 µF

f₀ = Hz

11.Daya AC & faktor dayaSedang

Sebuah beban dengan impedansi Z = 12 + j9 Ω dihubungkan ke sumber satu fase 120 V (rms). Cari daya reaktif Q yang diserapnya.

V = 120 VZ = 12 + j9 Ω

Q = var

12.Daya AC & faktor dayaSulit

Sebuah transformator satu fase 200 kVA memasok beban 98 kW pada faktor daya 0,75 tertinggal. Berapa daya nyata tambahan ΔP yang dapat ditambahkan sebagai beban resistif (faktor daya satu) sebelum transformator mencapai rating kVA-nya?

S_max = 200 kVAP₁ = 98 kWpf₁ = 0,75

ΔP = kW

13.Daya tiga fasaSedang

Sebuah motor induksi tiga fasa menghasilkan daya keluaran mekanis 37 kW pada beban penuh. Pada beban ini efisiensinya 91% dan faktor dayanya 0,86 tertinggal. Sumbernya memiliki tegangan antarsaluran 415 V. Cari arus saluran I_L.

P_out = 37 kWη = 91%cos φ = 0,86V_L = 415 V

I_L = A

14.Daya tiga fasaSulit

Beban tiga fasa seimbang menyerap 50 kW pada faktor daya 0,8 tertinggal dari sumber 415 V (antarsaluran), 50 Hz. Bank kapasitor tiga fasa yang diparalel dengan beban harus menaikkan faktor daya keseluruhan menjadi 0,9 tertinggal. Daya nyatanya tetap sama. Kapasitor dihubungkan secara Y. Cari kapasitansi C_ph setiap kapasitor dalam µF.

P = 50 kWpf₁ = 0,8pf₂ = 0,9V_L = 415 Vf = 50 Hz

C_ph = µF

15.TransformatorSedang

Resistor 5 Ω dihubungkan pada kumparan sekunder transformator ideal dengan rasio lilitan N₁:N₂ = 3:1. Cari hambatan R_1′ yang terlihat dari kumparan primer.

N₁:N₂ = 3:1R_L = 5 Ω

R_1′ = Ω

16.TransformatorSulit

Sebuah transformator satu fasa 150 kVA memiliki rugi inti 900 W dan rugi tembaga 1350 W pada beban pengenal. Transformator menyuplai 50% dari kVA pengenalnya pada faktor daya 0,85 tertinggal. Cari rugi total P_loss dalam watt pada beban ini.

S = 150 kVAP_core = 900 WP_cu,fl = 1350 Wx = 0,5pf = 0,85

P_loss = W

3Larutan

1.Resistor seri & paralel

Jawaban: I_R1 = 1,94 A

Resistor seri dan paralel: dalam seri, arus yang sama mengalir di setiap resistor dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam paralel, setiap resistor punya tegangan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Jaringan tangga disederhanakan satu pasang demi satu pasang hingga tersisa satu resistansi ekuivalen.

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R₃ + R₄ = 6 + 20 = 26 Ω

R₂ ∥ 26 = 4·26/(4+26) = 3,467 Ω

R_eq = R₁ + 3,467 = 12 + 3,467 = 15,47 Ω

Arus dari sumber

Sumber hanya melihat R_eq, jadi hukum Ohm memberi arus yang dialirkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

I_R1 = V₁/R_eq = 30/15,47 = 1,94 A

Jawaban

I_R1 = 1,94 A

2.Resistor seri & paralel

Jawaban: I_R1 = 3,44 A

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R₅ + R₆ = 5 + 20 = 25 Ω

R₄ ∥ 25 = 9,375 Ω

R₃ + 9,375 = 13,38 Ω

R₂ ∥ 13,38 = 5,722 Ω

R_eq = R₁ + 5,722 = 3 + 5,722 = 8,722 Ω

Arus dari sumber

Sumber hanya melihat R_eq, jadi hukum Ohm memberi arus yang dialirkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

I_R1 = V₁/R_eq = 30/8,722 = 3,44 A

Jawaban

I_R1 = 3,44 A

3.Analisis simpul

Jawaban: V_B = 11 V

Analisis simpul: pilih simpul referensi, beri nama tegangan simpul yang tidak diketahui, tulis hukum arus Kirchhoff di setiap simpul tersebut memakai hukum Ohm (I = ΔV/R), lalu selesaikan persamaannya.

Bentuk supernode

Sumber tegangan antara A dan B mengalirkan arus yang tidak diketahui, jadi KCL tidak dapat ditulis di A atau B secara terpisah. Lingkupi A, B, dan sumber dalam satu supernode: arus yang masuk sama dengan arus yang keluar.

V_B = V_A + V_s = V_A + 12

V_A/R₁ + V_B/R₂ = I_s

Selesaikan

V_A/5 + (V_A + 12)/5 = 2

V_A = (2 − 12/5)/(1/5 + 1/5) = −1 V

V_B = −1 + 12 = 11 V

Jawaban

V_B = 11 V

4.Analisis simpul

Jawaban: I_R4 = −0,294 A

Tentukan simpul

Ground adalah kawat bawah. Tegangan simpul yang diketahui langsung berasal dari sumber (V₁ = 30 V, V₂ = 12 V). Yang tidak diketahui: V_A, V_B.

KCL di simpul A

Arus yang keluar dari A melalui resistor sama dengan arus yang dimasukkan sumber ke A.

V_A/R₃ + (V_A − V₁)/R₁ + (V_A − V_B)/R₂ = 0

V_A/15 + (V_A − 30)/2 + (V_A − V_B)/10 = 0

0,6667·V_A − 0,1·V_B = 15

KCL di simpul B

Arus yang keluar dari B melalui resistor sama dengan arus yang dimasukkan sumber ke B.

V_B/R₅ + (V_B − V_A)/R₂ + (V_B − V₂)/R₄ = I_s

V_B/3 + (V_B − V_A)/10 + (V_B − 12)/12 = 1

−0,1·V_A + 0,5167·V_B = 2

Selesaikan

Δ = (0,6667)(0,5167) − (−0,1)(−0,1) = 0,3344

V_A = Δ₁/Δ = 7,95/0,3344 = 23,77 V

V_B = Δ₂/Δ = 2,833/0,3344 = 8,472 V

Jawaban

I_R4 = (V_B − V₂)/R₄ = (8,472 − 12)/12 = −0,294 A

5.Thévenin & Norton

Jawaban: I_L = 1 A

Teorema Thévenin: setiap jaringan linear dua terminal berperilaku seperti satu sumber tegangan V_th yang seri dengan resistansi R_th. Teorema Norton menyatakan jaringan yang sama sebagai sumber arus I_N = V_th/R_th yang paralel dengan R_th.

Cari R_th dengan semua sumber dimatikan

Ganti sumber tegangan dengan hubung singkat dan sumber arus dengan rangkaian terbuka, lalu lihat rangkaian dari a–b.

R₁ ∥ R₂ = 3·6/(3+6) = 2 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 2 + 2 = 4 Ω

Cari V_th, tegangan rangkaian terbuka

Dengan a–b terbuka, tidak ada arus yang mengalir di R₃, jadi tidak ada jatuh tegangan dan V_b = V_A. R₁ dan R₂ membentuk pembagi tegangan.

V_th = V₁·R₂/(R₁+R₂) = 24·6/(3+6) = 16 V

Hubungkan beban ke ekuivalen Thévenin

Sumber Thévenin dan R_th seri berperilaku persis seperti rangkaian asli di a–b, jadi beban melihat loop seri sederhana.

I_L = V_th/(R_th + R_L) = 16/(4 + 12) = 1 A

6.Thévenin & Norton

Jawaban: V_th = 87,5 V

Cari R_th dengan semua sumber dimatikan

Ganti sumber tegangan dengan hubung singkat dan sumber arus dengan rangkaian terbuka, lalu lihat rangkaian dari a–b.

R₁ ∥ R₂ = 8·20/(8+20) = 5,714 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 5,714 + 25 = 30,71 Ω

Cari V_th, tegangan rangkaian terbuka

Dengan a–b terbuka, satu-satunya jalur Iₛ adalah melalui R₃ ke simpul A. Cari V_A dengan superposisi V₁ dan Iₛ, lalu tambahkan jatuh tegangan pada R₃.

V_A = V₁·R₂/(R₁+R₂) + I_s·(R₁∥R₂) = 10,71 + 2,5·5,714 = 25 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 25 + 2,5·25 = 87,5 V

7.Transien RC & RL

Jawaban: t = 2,079 ms

Transien orde satu: pada rangkaian dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap tegangan dan arus berubah secara eksponensial dari nilai awal ke nilai akhir: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Setelah sekitar 5τ rangkaian sudah stabil.

Konstanta waktu dan arus akhir

Lama setelah sakelar ditutup, induktor berperilaku seperti hubung singkat, jadi arus akhir hanya ditentukan oleh R.

τ = L/R = 33 mH / 22 Ω = 1,5 ms

i(∞) = V_s/R = 6/22 = 0,2727 A

Selesaikan untuk waktu

0,75 = 1 − e^−t/τ → t = −τ·ln(1 − 0,75)

t = −1,5·ln(0,25) = 2,079 ms

Jawaban

t = 2,079 ms

8.Transien RC & RL

Jawaban: v_C = 11,31 V

Nilai awal, nilai akhir, konstanta waktu

Tegangan kapasitor tidak dapat melompat, jadi dimulai dari nilai tersimpannya dan menuju tegangan sumber.

v_C(0) = 30 V, v_C(∞) = V_s = 5 V

τ = R·C = 3,3 kΩ · 220 µF = 726 ms

v_C(t) = 5 + (30 − 5)·e^−t/τ

Tegangan pada waktu tertentu

v_C(1000) = 5 + (25)·e^−1000/726 = 11,31 V

Jawaban

v_C = 11,31 V

9.Impedansi AC & fasor

Jawaban: I = 0,2471 A

Rangkaian AC dengan fasor: resistor, induktor, dan kapasitor memiliki impedansi R, jωL, dan 1/(jωC), dengan ω = 2πf. Dalam seri, impedansi dijumlahkan seperti resistansi, tetapi sebagai bilangan kompleks. Arus dan tegangan rms mengikuti hukum Ohm dengan |Z|.

Reaktansi

ω = 2πf = 2π·60 = 377 rad/s

X_L = ωL = 377·0,05 = 18,85 Ω

X_C = 1/(ωC) = 1/(377·47·10⁻⁶) = 56,44 Ω

Impedansi

Dalam seri, impedansi dijumlahkan sebagai bilangan kompleks: Z = R + j(X_L − X_C).

|Z| = √(R² + (X_L − X_C)²) = √(15² + (−37,59)²) = 40,47 Ω

Arus

Arus yang sama mengalir melalui setiap elemen rangkaian seri.

I = V/|Z| = 10/40,47 = 0,2471 A

Jawaban

I = 0,2471 A

10.Impedansi AC & fasor

Jawaban: f₀ = 75,87 Hz

Resonansi

Saat resonansi, reaktansi induktif dan kapasitif saling meniadakan: ωL = 1/(ωC). Frekuensi sumber tidak berpengaruh.

f₀ = 1/(2π√(LC)) = 1/(2π·√(0,2·22·10⁻⁶)) = 75,87 Hz

Jawaban

f₀ = 75,87 Hz

11.Daya AC & faktor daya

Jawaban: Q = 576 var

Daya AC: daya semu S = V·I (VA) terbagi menjadi daya nyata P = S·cos φ (W), yang melakukan kerja berguna, dan daya reaktif Q = S·sin φ (var), yang bolak-balik antara sumber dan beban. Faktor daya adalah cos φ. Kapasitor paralel memasok daya reaktif secara lokal, sehingga arus saluran turun untuk daya nyata yang sama.

Arus

|Z| = √(12² + 9²) = 15 Ω

I = V/|Z| = 120/15 = 8 A

Daya reaktif

Q = I²·X = 8²·9 = 576 var

Jawaban

Q = 576 var

12.Daya AC & faktor daya

Jawaban: ΔP = 82,36 kW

Daya reaktif beban yang ada

Q₁ = 98·tan(arccos 0,75) = 86,43 kvar

Daya nyata total terbesar

Pada rating penuh S = S_max, dan Q tidak diubah oleh beban resistif.

P = √(S_max² − Q₁²) = √(200² − 86,43²) = 180,4 kW

Daya nyata tambahan

ΔP = 180,4 − 98 = 82,36 kW

Jawaban

ΔP = 82,36 kW

13.Daya tiga fasa

Jawaban: I_L = 65,77 A

Daya masukan listrik

P_in = P_out/η = 37/0,91 = 40,66 kW

Arus saluran

I_L = P_in/(√3·V_L·cos φ) = 40659/(√3·415·0,86) = 65,77 A

Jawaban

I_L = 65,77 A

14.Daya tiga fasa

Jawaban: C_ph = 245,5 µF

Sistem tiga fasa seimbang: pada hubungan Y (bintang) tegangan antarsaluran adalah √3 kali tegangan fasa, V_L = √3·V_ph, dan arus saluran sama dengan arus fasa. Pada hubungan Δ (delta) tegangan antarsaluran sama dengan tegangan fasa dan arus saluran adalah √3 kali arus fasa, I_L = √3·I_ph. Daya total adalah tiga kali daya satu fasa: P = 3·V_ph·I_ph·cos φ = √3·V_L·I_L·cos φ. Perbaikan faktor daya: kapasitor menyuplai daya reaktif secara lokal, Q_C = P·(tan φ₁ − tan φ₂). Masing-masing dari ketiga kapasitor menyuplai Q_C/3 = V²·ω·C, dengan V tegangan pada kapasitor tersebut: V_L pada bank Δ, V_L/√3 pada bank Y.

Daya reaktif sebelum dan sesudah

Daya nyata tidak berubah, sehingga setiap faktor daya menentukan daya reaktifnya: Q = P·tan φ.

Q₁ = 50·tan(acos 0,8) = 50·0,75 = 37,5 kvar

Q₂ = 50·tan(acos 0,9) = 50·0,4843 = 24,22 kvar

Daya reaktif dari kapasitor

Q_C = Q₁ − Q₂ = 13,28 kvar

Kapasitansi per fasa

Pada bank Y, setiap kapasitor terhubung di antara satu saluran dan titik bintang.

V = 415/√3 = 239,6 V, ω = 2π·50 = 314,2 rad/s

C_ph = (Q_C/3)/(ω·V²) = 4428/(314,2·239,6²) = 245,5 µF

Jawaban

C_ph = 245,5 µF

15.Transformator

Jawaban: R_1′ = 45 Ω

Transformator ideal: tegangan sebanding dengan jumlah lilitan dan arus berbanding terbalik: V₁/V₂ = N₁/N₂ = a dan I₁/I₂ = N₂/N₁ = 1/a, sehingga daya masuk sama dengan daya keluar, V₁·I₁ = V₂·I₂. Impedansi beban Z di sisi sekunder terlihat sebagai a²·Z dari sisi primer.

Hambatan yang dirujuk

Tegangan naik sebesar a dan arus turun sebesar a, sehingga rasio V/I naik sebesar a².

R_1′ = a²·R_L = 3²·5 = 45 Ω

Jawaban

R_1′ = 45 Ω

16.Transformator

Jawaban: P_loss = 1238 W

Rugi-rugi transformator: rugi inti (histeresis dan arus pusar) bergantung pada tegangan dan sama pada beban berapa pun. Rugi tembaga pada kumparan sebanding dengan kuadrat arus, sehingga pada fraksi x dari beban pengenal besarnya x²·P_cu,fl. Efisiensi η = P_out/(P_out + P_core + P_cu), dengan P_out = x·S·pf. Efisiensi paling tinggi pada beban saat rugi tembaga sama dengan rugi inti.

Rugi tembaga pada beban ini

P_cu = x²·P_cu,fl = 0,25·1350 = 337,5 W

Rugi total

Rugi inti sama pada beban berapa pun.

P_loss = 900 + 337,5 = 1238 W

Jawaban

P_loss = 1238 W

Efisiensi pada beban ini adalah η = 98,1%.

ExamProblems · examproblems.com/courses/electrical-engineering-fundamentals

Dasar Teknik Elektro: paket kilat

1Rumus dan metode

Resistor seri & paralel

Metode

Analisis simpul

Metode

Thévenin & Norton

Metode

Transien RC & RL

Metode

Impedansi AC & fasor

Metode

Daya AC & faktor daya

Daya tiga fasa

Transformator

2Soal latihan

3Larutan

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Arus dari sumber

Jawaban

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Arus dari sumber

Jawaban

Bentuk supernode

Selesaikan

Jawaban

Tentukan simpul

KCL di simpul A

KCL di simpul B

Selesaikan

Jawaban

Cari Rth dengan semua sumber dimatikan

Cari Vth, tegangan rangkaian terbuka

Hubungkan beban ke ekuivalen Thévenin

Cari Rth dengan semua sumber dimatikan

Cari Vth, tegangan rangkaian terbuka

Konstanta waktu dan arus akhir

Selesaikan untuk waktu

Jawaban

Nilai awal, nilai akhir, konstanta waktu

Tegangan pada waktu tertentu

Jawaban

Reaktansi

Impedansi

Arus

Jawaban

Resonansi

Jawaban

Arus

Daya reaktif

Jawaban

Daya reaktif beban yang ada

Daya nyata total terbesar

Daya nyata tambahan

Jawaban

Daya masukan listrik

Arus saluran

Jawaban

Daya reaktif sebelum dan sesudah

Daya reaktif dari kapasitor

Kapasitansi per fasa

Jawaban

Hambatan yang dirujuk

Jawaban

Rugi tembaga pada beban ini

Rugi total

Jawaban

Cari R_th dengan semua sumber dimatikan

Cari V_th, tegangan rangkaian terbuka

Cari R_th dengan semua sumber dimatikan

Cari V_th, tegangan rangkaian terbuka