Distribusi Daya Listrik Pln

Daya listrik PLN (mains power) dibangkitkan di stasiun-stasiun pembangkit listrik, sebagaimana dijelaskan dalam Topik 6. Di Inggris,  daya  listrik  dari perusahaan-perusahaan  listrik (di  Indonesia hanya  ada  PLN)  didistribusikan  ke  rumah-rumah,  pusat-pusat perkantoran,  pertokoan,  pabrik-pabrik  dan  tempattempat  lainnya  rnelalui apa  yang disebut  sebagai  National  Grid (di  Indonesia melalui jaringan  distribusi PLN). National Grid adalah  suatu jaringan  kabel  listrik  yang  mencakup seluruh  wilayah  negeri. 

Stasiun-stasiun  pembangkit  listrik  memasok.energi  listrik ke Grid,  besarnya  pasokan yang diberikan  bergantung pada  kebutuhan  energi  lokal. Kabel-kabel  yang  digunakan  di dalam jaringan  National Grid  memiliki  inti  konduktor  tembaga  atau aluminium yang  berukuran  tebal, sehingga, dari segi luas  permukaan penghantar, tahanan  listrik  kabel  ialah rendah.  Akan tetapi, kabel-kabel  ini  membentang  sejauh  berkilo-kilo meter  dan  ini  menjadikan tahanan  listrik  kabel secara keseluruhan  cukup  besar.  Ketika  arus  listrik  mengalir melewati kabel  timbullah  rugi-rugi daya.  Sebagian dari energi  listrik  akan berubah  menjadi  panas  dan terserap ke  lingkungan sekitarnya. 

Besarnya  rugi-rugi  daya  sebanding  dengan  nilai  kuadrat arus  (lihat halaman  sebelah).  Untuk menjadikan  rugi-rugi  daya sekecil  mungkin, arus  yang  digunakan  juga harus dipertahankan sekecil  mungkin.  Untuk  suatu jumlah  daya  tertentu,  agar  kita  dapat  menjadikan  arus sekecil mungkin  maka tegangan  yang digunakan  haruslah sebesar mungkin. 

Energi  listrik  didistribusikan  melalui  kabel-kabel  daya bertegangan-tinggi.  Kabel-kabel  ini dapat  dipasang  di bawah  tanah  atau dibentangkan di atas  permukaan tanah dengan  dukungan  tiang-tiang  lisuik  (lihat  foto  di atas). Kabel-kabel daya harus  dipasang di bawah  tanah  di daerah-daerah  yang telah mapan pembangunannya, namun pemasangan kabel-kabel semacarn ini membutuhkan biaya  yang  lebih  mahal. Selain  itu,  terdapat  juga kesulitan-kesulitan  dalam menentukan  jalur  kabel  melewati  daerah-daerah  di mana saluran-saluran  air, saluransaluran  gas, dan  parit-parit  bawah  tanah  (sewer)  telah terpasang  terlebih  dahulu.  Secara  relatif  adalah  lebih murah untuk memasang kabel-kabel di atas tiang-tiang listrik,  yang  memang  merupakan  alternatif terbaik  untuk daerah-daerah  pedesaan  yang membentang  sejauh  berkilo-kilo  meter.  Sayangnya, kebanyakan  orang beropini bahwa  keberadaan  tiang  listrik  merusak  keindahan lingkungan. 

Transmisi Listrik Tegangan Tinggi 

Energi  listrik  dibangkitkan  dengan tegangan  sekitar 10 kV, meskipun  nilai  ini  tergantung  pada cara  pembangkitannya  Sebelum mendistribusikan  daya  listrik,  sebuah ransformator  di stasiun pembangkit  akan menaikkan tegangan  menjadi  66  kV,  132 kV  atau bahkan 400  kV Daya  listrik didistribusikan  melalui jaringan National Grid  (di Indonesia,  jaringan  distribusi  PLN) pada  level tegangan  ini.   Sebelum  disalurkan  kepada  para  pemakai,  trafo-trafo  lokal akan  menurunkan tegangan  listrik  (secara  bertahap) menjadi  230 V. 

Tahap  akhir  dari transformasi  tegangan  ini,  menjadi  230 V untuk  digunakan  oleh  sekelompok pemakai,  sanggup dilakukan  oleh  sebuah  trafo  yang  dipasang  pada tiang dang  listrik. Transformator  memainkan  peranan  vital  dalam proses distribusi  daya.  Trafo hanya  sanggup bekerja dengan  listrik AC. Hal  ini  merupakan  salah saru alasan  mengapa  daya listrik  PLN dipasok dalam  bentuk  arus bolak-balik. 

Rugi-rugi  daya  yang  terjadi  selama  proses  transmisi  sanggup dihitung dengan cara  sebagai  berikut Umpamakan bahwa tahanan  kabel daya  yang  menghubungkan  stasiun  pembangkit  dengan sebuah rumah ialah I Ω. Umpamakan  bahwa  berbagai  perangkat di rumah  tersebut memakai daya  pada  rating  6 kW. Asumsikan  bahwa  arus didistribusikan dengan tegangan 230  V. Pertama-tama, hitunglah arus:

Rugi-rugi daya ini bernilai 10% dari seluruh daya yang diberikan ke rumah.sekarang, perhatikan apa yang terjadi apabila tegangan transmisi dinaikkan menjadi 132kV. Kita sanggup mengabaikan rugirugi yang terjadi pada jarak yang relatif pendek sesudah tegangan diturunkan menjadi 230V. 

Pada tegangan yang lebih tinggi, besarnya arus yang ditransmisikan adalah:

Besarnya rugi-rugi daya ini hanyalah 0,000003% dari seluruh daya yang diberikan ke rumah. Hal ini merupakan alasan utama mengapa energi listrik didistribusikan pada tegangan tinggi. 

Soal-soal wacana tahanan dan kapasitansi 

1. Sebutkan empat jenis resistor dan jelaskan penggunaan masingmasingnya. 
2. Sebutkan nilai tahanan dari resistor yang mempunyai aba-aba warna berikut ini: (a) Hijau, biru, coklat, dengan cincin toleransi berwarna merah. (b) Coklat, hitam, biru, tanpa cincin toleransi (c) Abu-abu, merah, jingga, dengan cincin toleransi berwarna emas. (d) Jingga, jingga, kuning, dengan cincin toleransi berwarna perak. 
3. Kode warna apakah yang direpresentasikan nilai-nilai resistor berikut ini: 
   
4. Sebuah resistor ditandai dengan empat buah cincin yang berwarna kuning, jingga, merah, emas. Apa yang anda ketahui mengenai tahanan nyata resistor ini? 
5. Sebutkan nilai-nilai dan toleransi dari kapasitor-kapasitor yang ditandai dengan kode: (a) 473J, (b) 394K, (c) 102J. 
6. Berapakah tahanan efektif dari tiga buah tahanan yang masingmasingnya  bernilai  680Ω,  1,2k Ω,  dan  56  Ω,  yang  dihubungkan   secara seri? 
7. Berapakah kapasitansi efektif dari tiga buah kapasitor yang masingmasingnya bernilai 470 nF, 150 nF, dan 1,2𝜇𝐹, yang dihubungkan secara paralel? 
8. Apakah fitur-fitur utama dari sebuah kapasitor elektrolisis aluminium? 
9. Pilihlah kisaran yang ditetapkan untuk multimeter yang ditampilkan dalam  foto  di  bawah  adalah  ‘Phm x  10’.  Berapakah  nilai  tahanan   yang terbaca di dalam foto itu? 
   
10.  Rancanglah sebuah rangkaian pembagi tegangan yang akan menghasilkan tegangan output sebesar 4,7 V dari sebuah input 8V. rangkaian pembagi tegangan ini harus bisa memasok arus sampai 10 mA tanpa mengakibatkan jatuh tegangan yang berarti. 
11. Empat buah kawat bertemu pada satu titik di dalam sebuah rangkaian. Arus yang mengalir melewati tiga di antara keempat kawat tersebut adalah; 34 mA menuju titik; 62mA menjauhi titik; dan 120 mA menuju titik. Berapakah dan ke manakah arah arus pada kawat keempat? 
12. Tiga buah resistor, 120 Ω,  180 Ω  dan  82 Ω,  disambungkan  secara   seri dengan sebuah baterai 6V. berapakah arus yang mengalir di dalam rangkaian? Berapakah tegangan pada tiap-tiap resistor? 
13. Berapakah tahanan efektif dari rangkaian di bawah ini ? 
    
14. Kutub selatan sebuah magnet batangan berada lebih akrab ke salah satu ujung kumparan. Magnet batangan ini digerakkan menjauhi kumparan. Gambarkan sebuah diagram yang mengilustrasikan hal ini dan perlihatkan arah pedoman arus induksi di dalam kumparan. 
15. Uraikan salah satu jenis choke dan jelaskan fungsinya.  
16. Tegangan AC sebesar 24V diberikan ke kumparan primer sebuah transformator. Kumparan primer ini mempunyai 500 lilitan sedangkan kumparan sekunder trafo mempunyai 40 lilitan. Berapakah tegangan pada kumparan sekunder? 
17. Tegangan AC sebesar 6 V diberikan ke kumparan primer sebuah trafo dan trafo harus bisa membangkitkan tegangan sekunder 24V AC. Kumparan primer mempunyai 400 lilitan. Berapa banyak lilitan yang terdapat pada kumparan sekunder? Apabila frekuensi tegangan output 24V yang dihasilkan trafo? 
18. Jelaskan mengenai hukum tangan-kiri fleming. 
19. Perhatikan diagram sebuah motor DC di bawah ini. Jelaskan terminal mana, A atau B, yang harus dijadikan positif untuk menciptakan kumparan berputar ke arah yang diindikasikan pada diagram. Sebutkan bagian-bagian motor yang diberi label C dan D. 
    
20. Apakah nama hukum yang menghubungkan arah gerakan (kumparan), arah arus dan arah medan magnet di dalam sebuah generator? 
21. Mengapa sebuah generator AC menghasilkan tegangan bolak-balik? Apabila kumparan berputar pada kecepatan 120 putaran per menit (rpm), berapakah frekuensi dari tegangan AC yang dihasilkan? 
22. Apabila sebuah resistor 43 Ω  memiliki  rating  daya  sebesar  0,5W,   berapakah tegangan maksimum yang sanggup diterapkan padanya? 
23. Sebuah kalkulator saku memakai daya rata-rata sebesar 8 mW. Kalkulator ini digerakkan oleh dua buah sel lithium yang memperlihatkan tegangan total 3V. berapakah tahanan efektif kalkulator? 
24. Arus sebesar 3A mengalir melewati sebuah lampu proyektor tegangan-rendah saat lampu bekerja pada rating daya 35W. berapakah tahanan filamen lampu saat bekerja pada rating ini? 
25. Mengapa energi listrik PLN didistribusikan pada tegangan yang tinggi? 
26. Mengapa energi listrik PLN harus didistribusikan sebagai arus bolakbalik? 

Berbagi :