Supervisory Control And Data Acquisition

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) umumnya mengacu pada sistem kontrol industri: sistem komputer yang memantau dan mengkontrol industri, infrastruktur, atau fasilitas berbasis proses, seperti yang dijelaskan di bawah ini.

Proses-proses industri termasuk proses-proses manufaktur, produksi, pembangkit listrik, fabrikasi, dan pemurnian, dan yang dapat berjalan secara kontinyu, batch, berulang, atau mode diskrit.

Proses-proses infrastruktur, baik yang publik atau yang swasta, termasuk pengolahan dan distribusi air, pengumpulan dan treatment air limbah, pipa minyak dan gas, transmisi dan distribusi tenaga listrik, pembangkit listrik tenaga angin, alarm sistem pertahanan sipil, dan sistem komunikasi yang besar.

Proses fasilitas baik di fasilitas yang publik dan yang swasta, termasuk bangunan, bandara, kapal, dan stasiun ruang angkasa. Proses-proses itu memantau dan mengendalikan pengkondisi panas, ventilasi dan udara (heat, ventilation, and air conddition/HVAC), akses, dan konsumsi energi.

Isi:

1. Sistem Komponen
   
2. Supervisi (pengawasan) vs kontrol
   
3. Sistem konsep
   
4. Antarmuka Manusia dengan Mesin (Human Machine Interface)
   
5. Solusi Perangkat Keras (Hardware Solution)
   1. Remote Terminal Unit (RTU)
   2. Pengawas Stasiun
   2.1. Prinsip Kerja Operasional
   3. Infrastruktur dan Metode Komunikasi
   
6. Arsitekur SCADA
   1 Generasi Pertama: 'Monolitik'
   2 Generasi Kedua: 'Terdistribusi'
   3 Generasi Ketiga: 'Jaringan'
   
7. Tren SCADA
   
8. Masalah Sekuriti (keamanan)
   

Komponen Sistem
Pada umumnya Sistem SCADA biasanya terdiri dari subsistem berikut: Sebuah Human Machine Interface atau HMI adalah peralatan yang menyajikan proses data ke operator manusia, dan melalui HMI ini, monitor operator manusia dapat memonitor dan mengontrol proses. Sebuah sistem (komputer) supervisi (pengawasan) mengumpulkan (akuisisi) data proses dan mengirim perintah (kontrol) untuk proses.
Remote Terminal Unit (RTU) menghubungkan ke sensor dalam proses, mengkonversi sinyal sensor ke data digital dan mengirim data digital untuk sistem supervisi (pengawasan).
Programmable Logic Controller (PLC) digunakan sebagai perangkat lapangan karena PLC lebih ekonomis, serbaguna, fleksibel, dan lebih mudah dikonfigurasi dibandingkan dengan RTU khusus.
Infrastruktur komunikasi menghubungkan sistem supervisi (pengawasan) ke Remote Terminal Unit.
Pengawasan vs control
Pada beberapa industri, ada kebingungan besar atas perbedaan antara sistem SCADA dan sistem kontrol terdistribusi (Distributed Control System).
Secara umum, sebuah sistem SCADA selalu mengacu pada sistem yang dapat mengkoordinasikan, namun tidak dapat mengendalikan proses secara real time. Pembahasan mengenai kontrol real-time agak kabur dengan teknologi telekomunikasi baru, yang memungkinkan untuk diandalkan, latency rendah, komunikasi kecepatan tinggi di daerah yang luas.
Kebanyakan perbedaan antara SCADA dan DCS ditentukan secara kultural dan biasanya dapat diabaikan. Karena infrastruktur komunikasi dengan kapasitas yang lebih tinggi mudah diperoleh, maka perbedaan antara SCADA dan DCS akan memudar.
Ringkasan:

1. DCS adalah proses yang berorientasi, sedangkan SCADA data akuisisi berorientasi.
   
2. DCS adalah process driven (proses yang dikendalikan), sementara SCADA adalad event driven.
   
3. DCS umumnya digunakan untuk menangani operasi pada sebuah tempat/lokal, sedangkan SCADA lebih disukai untuk aplikasi yang tersebar di lokasi geografis yang luas.
   
4. Operator stasiun DCS selalu terhubung ke I/O, sedangkan SCADA diharapkan untuk beroperasi meskipun ada kegagalan komunikasi di lapangan.
   

Konsep Sistem SCADA
Sistem SCADA biasanya mengacu pada sistem terpusat yang memonitor dan mengontrol seluruh situs, atau sistem yang kompleks tersebar di daerah yang luas (apa pun dari industri perkebunan sammpai negara). Tindakan kontrol kebanyakan dilakukan secara otomatis oleh Remote Terminal Unit (RTU) atau dengan Programmable Logic Controller (PLC).
Fungsi-fungsi kontrol PLC/SCADA biasanya terbatas pada mengabaikan/membatalkan atau meng-intervensi tingkat supervisi/pengawasan yang dasar. Sebagai contoh, sebuah PLC dapat mengontrol aliran air pendingin seluruh bagian dari proses industri, tetapi sistem SCADA dapat memungkinkan operator untuk mengubah set poin untuk aliran, dan memungkinkan kondisi alarm, seperti hilangnya aliran dan suhu tinggi, untuk ditampilkan dan dicatat. Loop kontrol umpan balik melewati RTU atau PLC, sedangkan sistem SCADA memantau kinerja keseluruhan dari loop.

Add caption

Akuisisi data dimulai pada tingkat RTU atau PLC dan termasuk pembacaan meter dan laporan status peralatan yang dikomunikasikan kepada SCADA bila diperlukan. Data kemudian dikompilasi dan diformat sedemikian rupa sehingga operator ruang kontrol dengan menggunakan HMI dapat mengambil keputusan pengawasan untuk menyesuaikan atau override (menimpa) kontrol RTU (PLC) yang normal. Data juga dapat diumpankan ke perangkat lunak aplikasi yang mencatat data, biasanya dibangun pada Sistem Basis Data Manajemen komoditas, untuk memungkinkan analisis kecendrungan dan audit lainnya.
Sistem SCADA biasanya menerapkan database terdistribusi, sering disebut sebagai tag database, yang berisi elemen data yang disebut tag atau poin.
Titik mewakili satu input atau output nilai dimonitor atau dikontrol oleh sistem. Poin dapat berupa 'keras' atau 'lunak'. Sebuah hard point merupakan masukan aktual atau output dalam sistem, sementara hasil soft point (titik lunak) dari logika dan operasi matematika diterapkan pada poin lainnya. (Kebanyakan implementasi konseptual menghapus perbedaan dengan jalan membuat setiap properti "lunak" titik ekspresi, yang mungkin, dalam kasus yang paling sederhana, sama titik keras tunggal.)
Poin biasanya disimpan sebagai nilai-timestamp pasangan: nilai, dan timestamp saat tercatat atau dihitung. Serangkaian nilai-timestamp pasangan memberikan sejarah saat itu. Ini juga umum untuk menyimpan metadata tambahan dengan tag, seperti jalan ke perangkat lapangan atau PLC mendaftar, komentar desain waktu, dan informasi alarm.
Antarmuka Manusia dengn Mesin Sebuah Antarmuka Manusia dengan Mesin (Human Machine Interface) adalah yang menyajikan proses data ke operator manusia, dan melalui mana operator manusia mengendalikan proses.

Add caption

HMI adalah biasanya berhubungan dengan database sistem SCADA dan program perangkat lunak, untuk menyediakan tren, data diagnostik, dan informasi manajemen seperti prosedur pemeliharaan terjadwal, informasi logistik, skema rinci untuk sensor tertentu atau mesin, dan ahli-sistem panduan troubleshooting.
Sistem HMI biasanya menyajikan informasi kepada personil operasi grafis, dalam bentuk diagram meniru. Ini berarti bahwa operator dapat melihat representasi skematis dari pabrik yang dikontrol. Sebagai contoh, gambar pompa yang terhubung ke pipa dapat menunjukkan operator yang pompa berjalan dan berapa banyak cairan itu adalah memompa melalui pipa saat ini. Operator kemudian dapat beralih pompa off. Perangkat lunak HMI akan menunjukkan laju aliran cairan dalam pipa penurunan secara real time. Mimic diagram dapat terdiri dari garis dan simbol grafis skematik untuk mewakili elemen proses, atau dapat terdiri dari foto digital dari peralatan proses dilapisi dengan simbol animasi.
Paket HMI untuk sistem SCADA biasanya mencakup sebuah program gambar yang operator atau pemeliharaan sistem personil digunakan untuk mengubah cara ini poin yang diwakili dalam interface. Representasi ini dapat yang sederhana seperti lampu lalu lintas pada layar, yang mewakili negara dari sebuah lampu lalu lintas aktual di lapangan, atau sebagai kompleks sebagai layar multi-proyektor yang mewakili posisi semua lift di gedung pencakar langit atau semua kereta di kereta api.
Suatu bagian penting dari implementasi yang paling SCADA adalah penanganan alarm. Sistem ini memonitor apakah kondisi alarm tertentu dipenuhi, untuk menentukan kapan sebuah peristiwa alarm telah terjadi. Setelah acara weker telah terdeteksi, satu atau lebih tindakan diambil (seperti aktivasi satu atau lebih indikator alarm, dan mungkin generasi pesan email atau teks sehingga manajemen atau remote SCADA operator diberitahu). Dalam banyak kasus, operator SCADA mungkin harus mengakui acara alarm, hal ini akan menonaktifkan beberapa indikator alarm, sedangkan indikator lainnya tetap aktif sampai kondisi alarm akan dihapus. Kondisi alarm dapat eksplisit - misalnya, titik alarm titik digital yang memiliki status yang baik NORMAL nilai atau ALARM yang dihitung dengan formula berdasarkan nilai-nilai dalam analog lain dan poin digital - atau implisit: sistem SCADA mungkin secara otomatis memantau apakah nilai dalam jalur analog terletak di luar nilai batas tinggi dan rendah yang terkait dengan titik tersebut. Contoh indikator alarm termasuk sirene, kotak pop-up di layar, atau area berwarna atau berkedip pada layar (yang mungkin bertindak dengan cara yang mirip dengan "tangki bahan bakar kosong" cahaya di mobil), dalam setiap kasus , peran indikator alarm untuk menarik perhatian operator untuk bagian dari sistem 'di alarm' sehingga tindakan tepat dapat diambil. Dalam merancang sistem SCADA, perawatan diperlukan dalam mengatasi kaskade peristiwa alarm yang terjadi dalam waktu singkat, jika penyebab (yang tidak mungkin acara awal terdeteksi) dapat tersesat dalam kebisingan. Sayangnya, bila digunakan sebagai kata benda, 'alarm' kata yang digunakan agak longgar dalam industri, dengan demikian, tergantung pada konteks itu mungkin berarti titik alarm, indikator alarm, atau suatu peristiwa alarm.
Hardware solusi solutionsSCADA sering memiliki Distributed Control System (DCS) komponen. Penggunaan "pintar" RTU atau PLC, yang mampu mandiri melaksanakan proses logika sederhana tanpa melibatkan komputer master, meningkat. Sebuah bahasa pemrograman kontrol standar, IEC 61131-3 (suite dari 5 bahasa pemrograman termasuk Blok Fungsi, Tangga, Teks Terstruktur, urutan Grafik Fungsi dan Daftar Instruksi), sering digunakan untuk membuat program yang berjalan pada RTU dan PLC. Tidak seperti bahasa prosedural seperti pemrograman bahasa C atau FORTRAN, IEC 61131-3 memiliki persyaratan minimal pelatihan berdasarkan menyerupai bersejarah array kontrol fisik. Hal ini memungkinkan sistem SCADA insinyur untuk melakukan baik desain dan implementasi program yang akan dilaksanakan pada RTU atau PLC. Sebuah controller Programmable otomatisasi (PAC) adalah kontroler kompak yang menggabungkan fitur dan kemampuan sistem kontrol berbasis PC dengan sebuah PLC yang khas. PAC dikerahkan di sistem SCADA untuk menyediakan fungsi RTU dan PLC. Dalam banyak aplikasi SCADA gardu listrik, "didistribusikan RTUs" menggunakan prosesor informasi atau komputer untuk berkomunikasi dengan stasiun relay pelindung digital, PAC, dan perangkat lain untuk I / O, dan berkomunikasi dengan master SCADA sebagai pengganti RTU tradisional.
Sejak sekitar tahun 1998, hampir semua produsen utama PLC telah menawarkan terpadu HMI / SCADA sistem, banyak dari mereka menggunakan buka dan non-eksklusif protokol komunikasi. Banyak khusus pihak ketiga HMI / SCADA paket, yang menawarkan built-in kompatibilitas dengan PLC yang paling utama, juga telah memasuki pasar, yang memungkinkan para insinyur mekanik, insinyur dan teknisi listrik untuk mengkonfigurasi HMIS sendiri, tanpa perlu program custom-made yang ditulis oleh pengembang perangkat lunak.
Satuan Terminal jarak jauh (RTU) RTU yang terhubung ke peralatan fisik. Biasanya, sebuah RTU mengubah sinyal listrik dari peralatan untuk nilai-nilai digital seperti status terbuka / tertutup dari switch atau katup, atau pengukuran seperti tekanan, aliran tegangan, atau arus. Dengan mengubah dan mengirimkan sinyal-sinyal listrik ke peralatan RTU dapat mengontrol peralatan, seperti membuka atau menutup saklar atau klep, atau pengaturan kecepatan pompa. Hal ini juga dapat mengontrol aliran cairan. Istilah StationThe Pengawas "Stasiun Pengawasan" merujuk ke server dan perangkat lunak bertanggung jawab untuk berkomunikasi dengan peralatan lapangan (RTUs, PLC, dll), dan kemudian ke HMI perangkat lunak yang berjalan pada workstation di ruang kontrol, atau di tempat lain. Dalam sistem SCADA yang lebih kecil, master stasiun mungkin terdiri dari satu PC. Dalam sistem SCADA yang lebih besar, master stasiun mungkin termasuk beberapa server, aplikasi perangkat lunak yang didistribusikan, dan situs pemulihan bencana. Untuk meningkatkan integritas sistem beberapa server sering akan dikonfigurasi dalam formasi dual-berlebihan atau panas-siaga menyediakan kontrol dan pemantauan terus menerus dalam hal kegagalan server. PhilosophyFor operasional beberapa instalasi, biaya yang akan dihasilkan dari sistem kontrol gagal sangat tinggi. Mungkin bahkan nyawa bisa hilang. Hardware untuk beberapa sistem SCADA ruggedized menahan suhu, getaran, dan ekstrem tegangan, tetapi di sebagian kehandalan instalasi penting ditingkatkan dengan memiliki perangkat keras berlebihan dan saluran komunikasi, sampai ke titik memiliki beberapa pusat kontrol lengkap. Bagian gagal dapat dengan cepat diidentifikasi dan fungsi secara otomatis diambil alih oleh perangkat keras cadangan. Sebuah bagian yang gagal sering dapat diganti tanpa mengganggu proses. Keandalan sistem tersebut dapat dihitung statistik dan dinyatakan sebagai waktu berarti kegagalan, yang merupakan varian dari waktu yang berarti antara kegagalan. Waktu yang berarti dihitung kegagalan seperti sistem keandalan yang tinggi dapat di urutan berabad-abad.
Infrastruktur komunikasi dan sistem methodsSCADA secara tradisional digunakan kombinasi radio dan koneksi langsung serial atau modem untuk memenuhi kebutuhan komunikasi, meskipun Ethernet dan IP over SONET / SDH juga sering digunakan pada situs-situs besar seperti kereta api dan pembangkit listrik. Manajemen remote atau fungsi pemantauan sistem SCADA sering disebut sebagai telemetri.
Hal ini juga telah datang di bawah ancaman dengan beberapa pelanggan ingin data yang SCADA melakukan perjalanan lebih dari yang ditetapkan sebelumnya mereka jaringan perusahaan atau untuk berbagi jaringan dengan aplikasi lain. Warisan dari bandwidth rendah protokol awal tetap, meskipun. SCADA protokol dirancang untuk menjadi sangat kompak dan banyak yang dirancang untuk mengirimkan informasi ke master stasiun hanya bila master stasiun jajak pendapat RTU tersebut. Khas warisan SCADA Modbus RTU protokol termasuk, RP-570, Profibus dan Conitel. Ini semua adalah protokol komunikasi SCADA-vendor spesifik tetapi banyak diadopsi dan digunakan. Protokol IEC 60870-5-101 Standar atau 104, IEC 61850 dan DNP3. Protokol-protokol komunikasi standar dan diakui oleh semua vendor SCADA utama. Banyak dari protokol ini sekarang berisi ekstensi untuk beroperasi melalui TCP/IP. Meskipun beberapa percaya adalah keamanan praktek rekayasa yang baik untuk menghindari sistem SCADA menghubungkan ke Internet sehingga serangan permukaan berkurang, banyak industri, seperti pengumpulan air limbah dan distribusi air, telah menggunakan jaringan seluler yang ada untuk memantau infrastruktur mereka bersama dengan portal internet untuk end -data pengguna pengiriman dan modifikasi. Praktek ini telah berlangsung selama bertahun-tahun dengan tidak ada insiden pelanggaran data yang dikenal sampai saat ini. Selular jaringan data sepenuhnya dienkripsi, menggunakan standar enkripsi canggih, sebelum transmisi dan internet transmisi data, melalui situs "https", sangat aman.
RTU dan perangkat pengontrol otomatis sedang dikembangkan sebelum munculnya standar industri yang luas untuk interoperabilitas. Hasilnya adalah bahwa pengembang dan manajemen mereka menciptakan banyak protokol kontrol. Di antara vendor besar, ada juga insentif untuk membuat protokol sendiri untuk "mengunci" basis pelanggan mereka. Daftar protokol otomasi sedang disusun di sini. Baru-baru ini, OLE Pengendalian Proses (OPC) telah menjadi solusi yang diterima secara luas untuk intercommunicating hardware yang berbeda dan software, yang memungkinkan komunikasi bahkan antara perangkat awalnya tidak dimaksudkan untuk menjadi bagian dari jaringan industri.
Arsitektur SCADA
Pelatihan Manual Angkatan Darat Amerika Serikat 5-601 mencakup "Sistem SCADA untuk Fasilitas C4ISR" sistem SCADA telah berevolusi melalui 3 generasi sebagai berikut:. [Kutipan diperlukan] Generasi pertama: "Monolitik" Pada generasi pertama, komputasi dilakukan oleh komputer mainframe. Jaringan tidak ada pada saat SCADA dikembangkan. Jadi sistem SCADA adalah sistem independen yang tidak memiliki koneksi ke sistem lain. Wide Area Networks kemudian dirancang oleh vendor RTU untuk berkomunikasi dengan RTU. Protokol komunikasi yang digunakan sering eksklusif pada waktu itu. Sistem generasi pertama SCADA adalah berlebihan sejak sistem mainframe back-up terhubung di tingkat bus dan digunakan dalam hal kegagalan sistem mainframe utama.
Generasi kedua: "Terdistribusi" pemrosesan tersebut didistribusikan di beberapa stasiun yang terhubung melalui LAN dan mereka berbagi informasi secara real time. Setiap stasiun bertanggung jawab untuk suatu tugas tertentu sehingga membuat ukuran dan biaya dari setiap stasiun kurang dari yang digunakan dalam Generasi Pertama. Protokol jaringan yang digunakan kebanyakan masih proprietary, yang menyebabkan masalah keamanan yang signifikan untuk sistem SCADA yang mendapat perhatian dari seorang hacker. Karena protokol yang proprietary, sangat sedikit orang di luar pengembang dan hacker tahu cukup untuk menentukan bagaimana mengamankan instalasi SCADA itu. Karena kedua belah pihak memiliki kepentingan pribadi dalam menjaga masalah keamanan tenang, keamanan instalasi SCADA sering buruk berlebihan, apakah itu dianggap sama sekali.
Generasi Ketiga: "Jaringan" Ini adalah generasi sekarang yang menggunakan sistem SCADA arsitektur sistem terbuka daripada lingkungan yang dikendalikan vendor proprietary. Sistem SCADA menggunakan standar terbuka dan protokol, sehingga mendistribusikan fungsionalitas di WAN bukan LAN. Hal ini lebih mudah untuk menghubungkan perangkat pihak ketiga periferal seperti printer, disk drive, dan drive tape akibat penggunaan arsitektur terbuka. Protokol WAN seperti Internet Protocol (IP) yang digunakan untuk komunikasi antara stasiun master dan peralatan komunikasi. Karena penggunaan protokol standar dan fakta bahwa banyak jaringan sistem SCADA dapat diakses dari Internet, sistem berpotensi rentan terhadap serangan cyber remote. Di sisi lain, penggunaan protokol standar dan teknik keamanan berarti bahwa perbaikan standar keamanan yang berlaku untuk sistem SCADA, dengan asumsi mereka menerima perawatan yang tepat waktu dan update.
Tren SCADA
North American Electric Corporation telah menentukan Keandalan bahwa data sistem listrik harus waktu-tag ke milidetik terdekat. Listrik sistem SCADA sistem menyediakan fungsi perekam Urutan peristiwa, menggunakan jam Radio untuk menyinkronkan RTU atau didistribusikan RTU jam.
Sistem SCADA yang datang sesuai dengan teknologi jaringan standar. Ethernet dan protokol berbasis TCP/IP mengganti standar proprietary yang lebih tua. Meskipun karakteristik tertentu dari frame berbasis teknologi jaringan komunikasi (determinisme, sinkronisasi, protokol pilihan, kesesuaian lingkungan) telah membatasi adopsi Ethernet dalam beberapa aplikasi khusus, sebagian besar pasar telah diterima jaringan Ethernet untuk HMI/SCADA.
Sebuah beberapa vendor telah mulai menawarkan sistem aplikasi yang spesifik SCADA host pada platform remote melalui Internet. Hal ini menghilangkan kebutuhan untuk menginstal dan sistem komisi di fasilitas pengguna akhir dan mengambil keuntungan dari fitur keamanan yang telah tersedia dalam teknologi internet, dan SSL VPN. Beberapa masalah termasuk keamanan, [2] keandalan koneksi internet, dan latency. Sistem SCADA semakin di mana-mana. Thin client, portal web, dan produk berbasis web yang mendapatkan popularitas dengan vendor yang paling utama. Kenyamanan meningkat dari pengguna akhir melihat mereka dari jarak jauh memperkenalkan proses pertimbangan keamanan. Sementara pertimbangan sudah dianggap diselesaikan di sektor lain layanan Internet, tidak semua entitas bertanggung jawab untuk menyebarkan sistem SCADA telah memahami perubahan dalam lingkup aksesibilitas dan ancaman implisit dalam menghubungkan sistem ke Internet.
Keamanan bergerak
Masalah dari teknologi proprietary untuk solusi yang lebih standar dan terbuka bersama-sama dengan peningkatan jumlah koneksi antara sistem SCADA dan jaringan kantor dan Internet telah membuat mereka lebih rentan terhadap serangan. Akibatnya, keamanan dari beberapa sistem berbasis SCADA telah datang ke pertanyaan karena mereka dilihat sebagai berpotensi rentan terhadap serangan cyber.
Secara khusus, peneliti keamanan prihatin tentang:

• kurangnya keprihatinan tentang keamanan dan otentikasi dalam desain, penyebaran, dan operasi dari beberapa jaringan SCADA yang ada
  
• keyakinan bahwa sistem SCADA memiliki manfaat keamanan melalui ketidakjelasan melalui penggunaan protokol khusus dan eksklusif interface
  
• keyakinan bahwa jaringan SCADA aman karena mereka secara fisik dijamin
  
• keyakinan bahwa jaringan SCADA aman karena mereka terputus dari Internet.
  

Sistem SCADA yang digunakan untuk mengontrol dan memantau proses fisik, contoh yang transmisi listrik, transportasi minyak dan gas dalam pipa, distribusi air, lampu lalu lintas, dan sistem lain yang digunakan sebagai dasar dari masyarakat modern. Keamanan sistem ini SCADA penting karena kompromi atau penghancuran sistem ini akan berdampak beberapa daerah masyarakat jauh dari kompromi asli. Misalnya, terjadi pemadaman listrik yang disebabkan oleh sistem SCADA dikompromikan listrik akan menyebabkan kerugian keuangan untuk semua pelanggan yang menerima listrik dari sumber tersebut. Bagaimana keamanan akan mempengaruhi warisan SCADA dan penyebaran baru masih harus dilihat.
Ada dua ancaman yang berbeda untuk sistem SCADA yang modern.

• Pertama adalah ancaman akses tidak sah ke perangkat lunak kontrol, apakah itu akses manusia atau perubahan yang disebabkan sengaja atau sengaja oleh infeksi virus dan ancaman perangkat lunak lain yang berada pada mesin host kontrol.
  
• Kedua adalah ancaman akses paket ke segmen jaringan perangkat hosting yang SCADA.
  

Dalam banyak kasus, ada keamanan yang belum sempurna atau tidak ada pada paket kontrol protokol yang sebenarnya, sehingga siapapun yang dapat mengirimkan paket ke perangkat SCADA dapat mengendalikannya. Dalam banyak kasus pengguna SCADA berasumsi bahwa VPN adalah perlindungan yang cukup dan tidak menyadari bahwa akses fisik ke SCADA berhubungan dengan jaringan dan switch jack menyediakan kemampuan untuk benar-benar memotong keamanan semua pada perangkat lunak kontrol dan sepenuhnya mengontrol jaringan-jaringan SCADA. Jenis-jenis serangan akses fisik melewati firewall dan VPN keamanan dan yang terbaik ditangani oleh endpoint-to-endpoint otentikasi dan otorisasi seperti yang biasa diberikan di dunia non-SCADA dengan dalam-perangkat SSL atau teknik kriptografi lainnya.
Fungsi handal dari sistem SCADA dalam infrastruktur modern kita mungkin penting untuk kesehatan dan keselamatan masyarakat. Dengan demikian, serangan terhadap sistem ini dapat langsung atau tidak langsung mengancam kesehatan dan keselamatan publik. Seperti serangan telah terjadi, dilakukan pada sistem kontrol limbah Maroochy Shire Council di Queensland, Australia. Tak lama setelah kontraktor memasang sistem SCADA pada bulan Januari 2000 ada komponen sistem mulai berfungsi tak menentu. Pompa tidak berjalan ketika dibutuhkan dan alarm tidak dilaporkan. Lebih kritis, limbah membanjiri taman terdekat dan terkontaminasi parit drainase permukaan air terbuka dan mengalir 500 meter ke kanal pasang surut. Sistem SCADA adalah mengarahkan katup limbah untuk membuka ketika protokol desain harus telah menyimpannya tertutup. Awalnya ini diyakini bug sistem. Pemantauan sistem log mengungkapkan malfungsi adalah hasil dari serangan cyber. Peneliti melaporkan 46 kasus terpisah dari gangguan luar berbahaya sebelum pelakunya diidentifikasi. Serangan itu dibuat oleh karyawan yang tidak puas dari perusahaan yang telah diinstal sistem SCADA. Karyawan berharap untuk dipekerjakan waktu penuh untuk membantu memecahkan masalah.
Banyak vendor SCADA dan produk kontrol telah mulai untuk mengatasi risiko yang ditimbulkan oleh akses yang tidak sah oleh garis mengembangkan firewall industri khusus dan solusi VPN untuk TCP/IP berbasis jaringan SCADA serta pemantauan eksternal SCADA dan peralatan rekaman. Selain itu, solusi aplikasi membolehkan akses sedang dilaksanakan karena kemampuan mereka untuk mencegah perubahan aplikasi malware dan tidak sah tanpa dampak kinerja scan antivirus tradisional. Juga, ISA Keamanan Kepatuhan Institute (ISCI) muncul untuk meresmikan SCADA pengujian keamanan mulai sesegera 2009. ISCI secara konseptual mirip dengan pengujian swasta dan sertifikasi yang telah dilakukan oleh vendor sejak tahun 2007. Akhirnya, standar yang ditetapkan oleh ISA99 WG4 akan menggantikan upaya industri konsorsium awal, tapi mungkin tidak sebelum 2011.


Sumber : isktutorialrad.blogspot.com

Buku Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik

Sebagai jawaban terhadap kebutuhan dunia kerja, Pemerintah telah mengembangkan
kurikulum Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) menjadi kurikulum berbasis kompetensi.
Dengan kurikulum ini diharapkan SMK mampu menghasilkan lulusan-lulusan
yang kompeten untuk menjadi tenaga kerja profesional di dunia kerja sehingga
dapat meningkatkan taraf hidup sendiri maupun keluarga serta masyarakat dan
bangsa Indonesia pada umumnya.
Kelompok Teknologi Bidang Teknik Listrik, yang merupakan salah satu bagian dari
Kelompok Teknologi yang dikembangkan di lingkungan SMK, telah mengklasifikasikan
lingkup kompetensinya menjadi empat Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan
(KTSP), yaitu: (1) KTSP Pembangkit Tenaga Listrik, (2) KTSP Transmisi Tenaga
Listrik, (3) KTSP Distribusi Tenaga Listrik, dan (4) KTSP Pemanfaatan Tenaga Listrik.
KTSP Pembangkit Tenaga Listrik meliputi sumber energi dan proses konversinya
sampai menjadi energi listrik, KTSP Transmisi Tenaga Listrik menitikberatkan pada
aspek pengirimanan daya listrik dari pusat pembangkit sampai ke gardu distribusi,
KTSP Distribusi Tenaga Listrik meliputi pendistribusian tenaga listrik dari gardu
distribusi ke pusat-pusat beban, dan KTSP Pemanfaatan Tenaga Listrik mencakup
ranah bagaimana listrik dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan para pemakainya
yang dampaknya dapat dirasakan secara langsung.
Buku Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik ini disusun berdasarkan profil kompetensi
KTSP Pemanfaatan Tenaga Listrik. Oleh karena itu, buku ini akan sangat membantu
para siswa SMK Teknik Listrik dalam mengenal dan memahami teknik pemanfaatan
tenaga listrik di industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Dengan pemahaman
yang dimiliki, diharapkan dapat menyokong profesionalitas kerja para lulusan
yang akan memasuki dunia kerja. Bagi para guru SMK, buku ini dapat digunakan
sebagai salah satu referensi sehingga dapat membantu dalam mengembangkan
materi pembelajaran yang aktual dan tepat guna. Buku ini juga bisa digunakan para
alumni SMK untuk memperluas pemahamannya di bidang pemanfaatan tenaga listrik
terkait dengan bidang kerjanya masing-masing.
Buku ini dibagi menjadi enam bab, yaitu: (1) Bahaya Listrik dan Sistem Pengamanannya,
(2) Instalasi Listrik, (3) Peralatan Listrik Rumah Tangga, (4) Sistem Pengendalian,
(5) Mesin-mesin Listrik, dan (6) PLC. Bab-bab yang termuat di dalam buku
ini mempunyai keterkaitan antara satu dan lainnya yang akan membentuk lingkup
pemahaman pemanfaatan tenaga listrik secara komprehensif, yang dapat dianalogikan
sebagai sustu sistem industri, dimana tercakup aspek penyaluran tenaga listrik
secara spesifik ke sistem penerangan dan beban-beban lain (Instalasi Listrik), pemanfaatan
tenaga listrik untuk keperluan rumah tangga (Peralatan Listrik Rumah
Tangga), penyediaan dan pemanfaatan tenaga tenaga listrik untuk sistem permesinan
industri (Mesin-mesin Listrik) dan saran pengendalian tenaga listrik yang
dibutuhkan dalam proses produksi (Sistem Pengendalian dan PLC) serta pemahaman
terhadap cara kerja yang aman di bidang kelistrikan (Bahaya Listrik dan Sistem
Pengamannya).





Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik II
Jadi dengan buku ini diharapkan terbentuk pemahaman sistem pemanfaatan tenaga
listrik secara komprehensif dan bisa menjadi sumber belajar bagi siswa SMK Teknik
Listrik dan referensi bagi para guru pengampu KTSP Pemanfaatan Tenaga Listrik.
Terlepas dari itu semua, penulis menyadari bahwa dengan segala keterbatasan pada
penulis, buku ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis harapkan
kritik dan saran masukan dari para pengguna buku ini, terutama para siswa dan guru
SMK yang menjadi sasaran utamanya, untuk digunakan dalam perbaikannya
pada waktu mendatang.
Penulis mengucapkan terima kasih dan menyampaikan rasa hormat kepada Direktur
Pembinaan SMK, Kasubdit Pembelajaran, beserta staf atas kepercayaan dan
kerjasamanya dalam penulisan buku ini serta semua pihak yang telah memberi dorongan
semangat dan bantuannya baik langsung maupun tidak langsung atas tersusunnya
buku ini. Semoga Allah SWT membalas segala kebaikan dengan pahala
yang berlipat ganda.
Semoga buku ini bermanfaat bagi banyak pihak dan menjadi bagian amal jariah bagi
para penulis dan pihak-pihak yang terlibat dalam proses penyusunan buku ini.
Amin
Penulis


Untuk Mendownload buku ini:
Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 1 Download Disini
Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 2 Download Disini
Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3 Download Disini

Prinsip Kerja Generator sinkron

Setelah kita membahas di sini mengenai konstruksi dari suatu generator sinkron, maka artikel kali ini akan membahas mengenai prinsip kerja dari suatu generator sinkron. Yang akan menjadi kerangka bahasan kali ini adalah pengoperasian generator sinkron dalam kondisi berbeban, tanpa beban, menentukan reaktansi dan resistansi dengan melakukan percobaan tanpa beban (beban nol), percobaan hubung-singkat dan percobaan resistansi jangkar.

Seperti telah dijelaskan pada artikel-artikel sebelumnya, bahwa kecepatan rotor dan frekuensi dari tegangan yang dibangkitkan oleh suatu generator sinkron berbanding lurus. Gambar 1 akan memperlihatkan prinsip kerja dari sebuah generator AC dengan dua kutub, dan dimisalkan hanya memiliki satu lilitan yang terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu penghantar a dan a’.

Untuk dapat lebih mudah memahami, silahkan lihat animasi prinsip kerja generator, di sini.



Gambar 1. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub.

Lilitan seperti disebutkan diatas disebut “Lilitan terpusat”, dalam generator sebenarnya terdiri dari banyak lilitan dalam masing-masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur stator dan disebut “Lilitan terdistribusi”. Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz).

Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk frekuensi f = 60 Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor harus berputar pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Frekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan:



Untuk generator sinkron tiga fasa, harus ada tiga belitan yang masing-masing terpisah sebesar 120 derajat listrik dalam ruang sekitar keliling celah udara seperti diperlihatkan pada kumparan a – a’, b – b’ dan c – c’ pada gambar 2. Masing-masing lilitan akan menghasilkan gelombang Fluksi sinus satu dengan lainnya berbeda 120 derajat listrik. Dalam keadaan seimbang besarnya fluksi sesaat :

ΦA = Φm. Sin ωt
ΦB = Φm. Sin ( ωt – 120° )
ΦC = Φm. Sin ( ωt – 240° )


Gambar 2. Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub

Besarnya fluks resultan adalah jumlah vektor ketiga fluks tersebut adalah:
ΦT = ΦA +ΦB + ΦC, yang merupakan fungsi tempat (Φ) dan waktu (t), maka besar- besarnya fluks total adalah:
ΦT = Φm.Sin ωt + Φm.Sin(ωt – 120°) + Φm. Sin(ωt– 240°). Cos (φ – 240°)

Dengan memakai transformasi trigonometri dari :

Sin α . Cos β = ½.Sin (α + β) + ½ Sin (α + β ),

maka dari persamaan diatas diperoleh :

ΦT = ½.Φm. Sin (ωt +φ )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) + ½.Φm. Sin ( ωt + φ – 240° )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) +½.Φm. Sin (ωt + φ – 480°)

Dari persamaan diatas, bila diuraikan maka suku kesatu, ketiga, dan kelima
akan silang menghilangkan. Dengan demikian dari persamaan akan didapat
fluksi total sebesar, ΦT = ¾ Φm. Sin ( ωt - Φ ) Weber .

Jadi medan resultan merupakan medan putar dengan modulus 3/2 Φ dengan
sudut putar sebesar ω. Maka besarnya tegangan masing-masing fasa adalah :

E maks = Bm. ℓ. ω r Volt

dimana :

Bm = Kerapatan Fluks maksimum kumparan medan rotor (Tesla)
ℓ = Panjang masing-masing lilitan dalam medan magnetik (Weber)
ω = Kecepatan sudut dari rotor (rad/s)
r = Radius dari jangkar (meter)

anda dapat juga membaca artikel yang terkait dengan bahasan kali ini, di:

- elektromekanis dalam sistem tenaga-1, di sini.
- elektromekanis dalam sistem tenaga-2, di sini.



Generator Tanpa Beban

Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo), yaitu sebesar:

Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. φm. T Volt

Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar 3. Kondisi generator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti diperlihatkan pada gambar 3b.


Gambar 3a dan 3b. Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Generator Tanpa Beban


Generator Berbeban

Bila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan terminal V akan berubah-ubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada:
• Resistansi jangkar Ra
• Reaktansi bocor jangkar Xl
• Reaksi Jangkar Xa

a. Resistansi Jangkar
Resistansi jangkar/fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegang/fasa (tegangan jatuh/fasa) dan I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar.

b. Reaktansi Bocor Jangkar
Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Fluks Bocor.

c. Reaksi Jangkar
Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan menimbulkan fluksi jangkar (ΦA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada kumparan medan rotor(ΦF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesar :

Interaksi antara kedua fluksi ini disebut sebagai reaksi jangkar, seperti diperlihatkan pada Gambar 4. yang mengilustrasikan kondisi reaksi jangkar untuk jenis beban yang berbeda-beda.

Gambar 4a, 4b, 4c dan 4d. Kondisi Reaksi Jangkar.

Gambar 4a , memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan (resistif) sehingga arus jangkar Ia sefasa dengan GGL Eb dan ΦA akan tegak lurus terhadap ΦF.

Gambar 4b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif , sehingga arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar θ dan ΦA terbelakang terhadap ΦF dengan sudut (90 -θ).

Gambar 4c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperkuat ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.

Gambar 4d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperlemah ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.

Jumlah dari reaktansi bocor XL dan reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi Sinkron Xs.

Vektor diagram untuk beban yang bersifat Induktif, resistif murni, dan kapasitif diperlihatkan pada Gambar 5a, 5b dan 5c.



Gambar 5a, 5b dan 5c. Vektor Diagram dari Beban Generator

Berdasarkan gambar diatas, maka bisa ditentukan besarnya tegangan jatuh yang terjadi, yaitu :

Total Tegangan Jatuh pada Beban:

= I.Ra + j (I.Xa + I.XL)
= I {Ra + j (Xs + XL)}

= I {Ra + j (Xs)}

= I.Zs

Menentukan Resistansi dan Reaktansi

Untuk bisa menentukan nilai reaktansi dan impedansi dari sebuah generator, harus dilakukan percobaan (test). Ada tiga jenis test yang biasa dilakukan, yaitu:

• Test Tanpa beban ( Beban Nol )
• Test Hubung Singkat.
• Test Resistansi Jangkar.



Test Tanpa Beban

Test Tanpa Beban dilakukan pada kecepatan Sinkron dengan rangkaian jangkar terbuka (tanpa beban) seperti diperlihatkan pada Gambar 6. Percobaan dilakukan dengan cara mengatur arus medan (If) dari nol sampai rating tegangan output terminal tercapai.


Gambar 6. Rangkaian Test Generator Tanpa Beban.

Test Hubung Singkat

Untuk melakukan test ini terminal generator dihubung singkat, dan dengan Ampermeter diletakkan diantara dua penghantar yang dihubung singkat tersebut (Gambar 7). Arus medan dinaikkan secara bertahap sampai diperoleh arus jangkar maksimum. Selama proses test arus If dan arus hubung singkat Ihs dicatat.


Gambar 7. Rangkaian Test Generator di Hubung Singkat.

Dari hasil kedua test diatas, maka dapat digambar dalam bentuk kurva karakteristik seperti diperlihatkan pada gambar 8.


Gambar 8. Kurva Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat sebuah Generator.

Impedansi Sinkron dicari berdasarkan hasil test, adalah:

, If = konstatn

Test Resistansi Jangkar

Dengan rangkaian medan terbuka, resistansi DC diukur antara dua terminal output sehingga dua fasa terhubung secara seri, Gambar 9. Resistansi per fasa adalah setengahnya dari yang diukur.


Gambar 9. Pengukuran Resistansi DC.


Dalam kenyataannya nilai resistansi dikalikan dengan suatu faktor untuk menentukan nilai resistansi AC efektif , eff R . Faktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran penghantar jangkar, dan konstruksi kumparan. Nilainya berkisar antara 1,2 s/d 1,6 .

Bila nilai Ra telah diketahui, nilai Xs bisa ditentukan berdasarkan persamaan:



sumber dunia-listrik.blogspot.com

Sistem 3 Fasa

Pada sistem tenaga listrik 3 fase, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkitan = P pemakain, dan juga pada tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1 fase yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1 fase dengan yang lainnya mempunyai beda fase sebesar 120°listrik, sedangkan secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dapat dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D).


Gambar 1. sistem 3 fase.

Gambar 1 menunjukkan fasor diagram dari tegangan fase. Bila fasor-fasor tegangan tersebut berputar dengan kecepatan sudut dan dengan arah berlawanan jarum jam (arah positif), maka nilai maksimum positif dari fase terjadi berturut-turut untuk fase V1, V2 dan V3. sistem 3 fase ini dikenal sebagai sistem yang mempunyai urutan fasa a – b – c . sistem tegangan 3 fase dibangkitkan oleh generator sinkron 3 fase.





Hubungan Bintang (Y, wye)

Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a – b – c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fase” atau Vf.



Gambar 2. Hubungan Bintang (Y, wye).

Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase).
Vline = akar 3 Vfase = 1,73Vfase

Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang sama,
ILine = Ifase
Ia = Ib = Ic

Hubungan Segitiga

Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase.


Gambar 3. Hubungan Segitiga (delta, Δ, D).

Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka:
Vline = Vfase

Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga:
Iline = akar 3 Ifase = 1,73Ifase

Daya pada Sistem 3 Fase

1. Daya sistem 3 fase Pada Beban yang Seimbang

Jumlah daya yang diberikan oleh suatu generator 3 fase atau daya yang diserap oleh beban 3 fase, diperoleh dengan menjumlahkan daya dari tiap-tiap fase. Pada sistem yang seimbang, daya total tersebut sama dengan tiga kali daya fase, karena daya pada tiap-tiap fasenya sama.


Gambar 4. Hubungan Bintang dan Segitiga yang seimbang.

Jika sudut antara arus dan tegangan adalah sebesar θ, maka besarnya daya perfasa adalah

Pfase = Vfase.Ifase.cos θ

sedangkan besarnya total daya adalah penjumlahan dari besarnya daya tiap fase, dan dapat dituliskan dengan,

PT = 3.Vf.If.cos θ

• Pada hubungan bintang, karena besarnya tegangan saluran adalah 1,73Vfase maka tegangan perfasanya menjadi Vline/1,73, dengan nilai arus saluran sama dengan arus fase, IL = If, maka daya total (PTotal) pada rangkaian hubung bintang (Y) adalah:

PT = 3.VL/1,73.IL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ

• Dan pada hubung segitiga, dengan besaran tegangan line yang sama dengan tegangan fasanya, VL = Vfasa, dan besaran arusnya Iline = 1,73Ifase, sehingga arus perfasanya menjadi IL/1,73, maka daya total (Ptotal) pada rangkaian segitiga adalah:
PT = 3.IL/1,73.VL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ

Dari persamaan total daya pada kedua jenis hubungan terlihat bahwa besarnya daya pada kedua jenis hubungan adalah sama, yang membedakan hanya pada tegangan kerja dan arus yang mengalirinya saja, dan berlaku pada kondisi beban yang seimbang.


2. Daya sistem 3 fase pada beban yang tidak seimbang

Sifat terpenting dari pembebanan yang seimbang adalah jumlah phasor dari ketiga tegangan adalah sama dengan nol, begitupula dengan jumlah phasor dari arus pada ketiga fase juga sama dengan nol. Jika impedansi beban dari ketiga fase tidak sama, maka jumlah phasor dan arus netralnya (In) tidak sama dengan nol dan beban dikatakan tidak seimbang. Ketidakseimbangan beban ini dapat saja terjadi karena hubung singkat atau hubung terbuka pada beban.

Dalam sistem 3 fase ada 2 jenis ketidakseimbangan, yaitu:
1. Ketidakseimbangan pada beban.
2. ketidakseimbangan pada sumber listrik (sumber daya).

Kombinasi dari kedua ketidakseimbangan sangatlah rumit untuk mencari pemecahan permasalahannya, oleh karena itu kami hanya akan membahas mengenai ketidakseimbangan beban dengan sumber listrik yang seimbang.



Gambar 5. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase.

Pada saat terjadi gangguan, saluran netral pada hubungan bintang akan teraliri arus listrik. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase dapat diketahui dengan indikasi naiknya arus pada salahsatu fase dengan tidak wajar, arus pada tiap fase mempunyai perbedaan yang cukup signifikan, hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan.

Untuk contoh kasusnya silahkan lihat electrical science handbook volume 3.

Semoga bermanfaat.

sumber dunia-listrik.blogspot.com

Teori Motor Listrik

Pada artikel “klasifikasi mesin listrik”, Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik,kipas angin).

Anda dapat melihat animasi prinsip kerja motor DC ini di sini.

Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.




Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu:
• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.


Gambar 1. Prinsip Dasar Kerja Motor Listrik.

JENIS MOTOR LISTRIK

Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.


Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.

1. Motor DC/Arus Searah
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
• Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
• Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
• Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.


Gambar 3. Motor DC.

Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
• Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:

Gaya elektromagnetik: E = KΦN

Torsi: T = KΦIa

Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torsi electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan

Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah

a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.

b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt. Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.

Gambar 4. Karakteristik Motor DC Shunt.

Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.

Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002):
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM.
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5).

Gambar 5. Karakteristik Motor DC Seri.

d. Motor DC Kompon/Gabungan.
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).

Gambar 6. Karakteristik Motor DC Kompon.





2. Motor AC/Arus Bolak-Balik

Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 7.

Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).

Jenis-Jenis Motor AC/Arus Bolak-Balik

a. Motor sinkron. Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.

Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7):
• Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
• Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.

Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):

Ns = 120 f / P

Dimana:
f = frekwensi dari pasokan frekwensi
P= jumlah kutub

Gambar 7. Motor Sinkron.

b. Motor induksi. Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.

Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):
• Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
• Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat .

Klasifikasi motor induksi

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):
• Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
• Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

Gambar 8. Motor Induksi.

Kecepatan motor induksi

Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003):

% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100

Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM

Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi


Gambar 9. Grafik Torsi vs Kecepatan Motor Induksi.

Gambar 9 menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol. 

Sumber dunia-listrik.blogspot.com

Scientific Calculator

Saat pertama kali saya menggunakan Scientific Calculator dari DOT Point Learnig ini, hanya satu kalimat yang saya ucapkan: “TOP MARKOTOP”.

Bagaimana tidak, dengan versi yang terbaru ini (copyright © 2008-2009) dan gratis pula, kita mendapatkan calculator dengan fasilitas yang sangat lengkap, mulai dari calculator konvensional sampai scientific, juga calculator untuk penggunaan khusus pada bidang biologi, fisika dan kimia.

Science Calculator ini pun portable, dengan kata lain setelah anda ekstrak file zip nya ke Flash disc maka secara otomatis terinstall di FD anda tersebut, dan langsung bisa digunakan.






Tampilan awalnya anda akan dimanjakan dengan tampilan layaknya scientific calculator dalam bentuk hardware keluaran casio…(berlebihan banget kali ya..!!)...seperti ditunjukkan gambar dibawah ini.



Kelebihannya lagi, Scientific calculator ini juga dilengkapi dengan petunjuk penggunaan pada setiap fiturnya, jadi anda tidak akan kesulitan untuk menggunakan Science Calculator ini.

Kemudian anda dapat memanfaatkan fasilitas-fasilitas lainnya , yang terdapat pada navigasi bar bagian bawah (lihat gambar diatas) untuk melakukan perhitungan-perhitungan pada bidang biologi, fisika dan kimia, seperti:
• Formula calculator
• Triangle calculator
• Angle calculator
• Measurement converter
• Area & volume calculator
• Proportion & % calculator
• Event timer
• Molar mass & molarity
• Electrical units
• Mechanical units
• Reference tables
• Glossary system

Dan masih banyak lagi fitur-fitur lainnya, yang tidak bisa saya tuliskan.

Sekedar contoh salahsatu fiturnya seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini.



Science Calculator ini mempunyai dua edisi yaitu:
1. Science Calculator – free edition 1.7
2. Science Data and Reference System 






Perbedaannya terletak pada kemudahan dan banyaknya tampilan window pada desktop anda, jika pada SC – versi 1.7 untuk membuka setiap fitur dibutuhkan 1 window sedangkan pada versi SCRS untuk menggunakan semua fitur cukup hanya dengan 1 window saja, namun ada juga beberapa fitur yang justru tidak terdapat pada SCRS. Jadi, tidak ada salahnya anda men-download keduanya untuk sekedar perbandingan

Silahkan anda download science calculator ini gratis di:

1. Science Calculator – 1,66 MB
2. Science Data and Reference System – 4,74 MB

Dapatkan pula software dan data-data seputar kelistrikan di fitur "DOWNLOAD" - secara gratis.

Semoga bermanfaat.

sumber dunia-listrik.blogspot.com

Teori Dasar Listrik

1. Arus Listrik

adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.



Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.

“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:

I = Q/t (ampere)

Dimana:
I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
t = waktu, detik






2. Kuat Arus Listrik

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.

Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu:

Q = I x t
I = Q/t
t = Q/I

Dimana :
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.

“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”

“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”
3. Rapat Arus

Difinisi :
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”.



Gambar 2. Kerapatan arus listrik.

Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).

Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).



Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)

Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil.

Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat:

J = I/A
I = J x A
A = I/J

Dimana:
J = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus [ Amp]
A = luas penampang kawat [ mm²]





4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar

Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

Tahanan didefinisikan sebagai berikut :

“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"

Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:

“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.

Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:

R = 1/G
G = 1/R

Dimana :
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]



Gambar 3. Resistansi Konduktor

Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.

“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah” :

R = ρ x l/q

Dimana :
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m] l
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]

faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :
• panjang penghantar.
• luas penampang konduktor.
• jenis konduktor .
• temperatur.

"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar"


5. potensial atau Tegangan

potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah Volt.

“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”

Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:

V = W/Q [volt]

Dimana:
V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb


RANGKAIAN LISTRIK

Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber tegangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban



Gambar 4. Rangkaian Listrik.

Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban . Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup.

1. Cara Pemasangan Alat Ukur.
Pemasangan alat ukur Volt meter dipasang paralel dengan sumber tegangan atau beban, karena tahanan dalam dari Volt meter sangat tinggi. Sebaliknya pemasangan alat ukur Ampere meter dipasang seri, hal inidisebabkan tahanan dalam dari Amper meter sangat kecil.

“alat ukur tegangan adalah voltmeter dan alat ukur arus listrik adalah amperemeter”
2. Hukum Ohm
Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R, atau dinyatakan dengan Rumus :

I = V/R
V = R x I
R = V/I

Dimana;
I = arus listrik, ampere
V = tegangan, volt
R = resistansi atau tahanan, ohm

• Formula untuk menghtung Daya (P), dalam satuan watt adalah:
P = I x V
P = I x I x R
P = I² x R

3. HUKUM KIRCHOFF

Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang bertemu di satu titik adalah nol (ΣI=0).



Gambar 5. loop arus“ KIRChOFF “

Jadi:
I1 + (-I2) + (-I3) + I4 + (-I5 ) = 0
I1 + I4 = I2 + I3 + I5

semoga bermanfaat,

Untuk Mendwonload ebook teori dasar listrik,klik disini 

sumber dunia-listrik.blogspot.com