Apa itu Arus starting dan Apa Faktor Terjadi Lonjakan Arus?

Arus starting adalah arus maksimum yang terjadi pada rangkaian listrik pada saat dihidupkan. Ini muncul untuk beberapa siklus bentuk gelombang input. Nilai arus starting jauh lebih tinggi daripada arus keadaan beban penuh rangkaian dan arus tinggi ini dapat merusak perangkat atau memicu pemutus arus. 

Arus starting umumnya muncul di semua perangkat di mana terdapat inti magnetik seperti transformator, motor industri dll. Arus starting juga dikenal sebagai arus lonjakan input atau arus lonjakan Switch-On.

Mengapa Arus Starting Muncul?

Ada beberapa faktor yang melatarbelakangi terjadinya lonjakan arus. Seperti beberapa perangkat atau sistem yang terdiri dari kapasitor decoupling atau kapasitor halus, menarik sejumlah besar arus saat mulai mengisinya, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai kapasitor silahkan baca Berbagai Jenis Kapasitor Penjelasan Lengkap

Diagram di bawah ini akan memberi Anda gambaran tentang perbedaan antara arus starting, puncak, dan keadaan tunak dari suatu rangkaian:

Arus Puncak: Ini adalah nilai arus maksimum yang dicapai oleh bentuk gelombang baik di wilayah positif atau negatif.

Arus Steady-State: Ini didefinisikan sebagai arus pada setiap interval waktu tetap konstan dalam suatu rangkaian. Arus keadaan tunak dicapai ketika di/dt = 0, yang berarti arus tetap tidak berubah terhadap waktu.

Karakteristik Arus starting:

• Terjadi seketika saat perangkat dihidupkan
• Muncul dalam rentang waktu yang singkat
• Lebih tinggi dari nilai pengenal sirkuit atau perangkat

Beberapa contoh di mana Arus starting terjadi:

• Lampu pijar
• Motor Induksi
• Transformator
• MENGHIDUPKAN catu daya berbasis SMPS

Arus starting di Transformer

Arus starting transformator didefinisikan sebagai arus sesaat maksimum yang ditarik oleh transformator ketika sisi sekunder tidak dibebani atau dalam kondisi rangkaian terbuka. Arus starting ini merusak sifat magnetik inti dan menyebabkan peralihan yang tidak diinginkan dari pemutus sirkuit transformator, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai transformator silahkan baca Penjelasan Berbagai Jenis Transformers Dan Penggunaannya

Sesarnya arus starting tergantung pada titik gelombang AC di mana transformator mulai. Jika trafo (tanpa beban) menyala saat tegangan AC berada pada puncaknya maka tidak akan terjadi arus tinggi pada saat starting, dan jika trafo (tanpa beban) menyala saat tegangan AC melewati nol maka nilai inrush arus akan sangat tinggi dan juga melebihi arus saturasi, seperti yang Anda lihat pada gambar di bawah ini:

Arus starting di Motor

Seperti halnya motor induksi trafo yang tidak memiliki jalur magnet kontinu. Keengganan motor induksi tinggi karena celah udara antara rotor dan stator, untuk mengetahuijenis motor secara lengkap silahkan baca Jenis Jenis Motor Listrik

Oleh karena itu, karena motor induksi reluktansi tinggi ini membutuhkan arus magnetisasi yang tinggi untuk menghasilkan medan magnet yang berputar pada saat start. Diagram di bawah ini menunjukkan karakteristik awal tegangan penuh motor.

Seperti yang Anda lihat pada diagram, arus start dan torsi awal keduanya sangat tinggi di awal. Arus awal yang tinggi ini disebut juga arus starting, dapat merusak sistem kelistrikan dan torsi awal yang tinggi dapat mempengaruhi sistem mekanik motor. 

Jika kita mengurangi nilai tegangan awal sebesar 50%, maka dapat menghasilkan pengurangan 75% dari torsi motor. Jadi, untuk mengatasi masalah ini digunakan rangkaian catu daya soft start (biasanya disebut soft starter).

Haruskah kita Memperhatikan Arus starting dan Bagaimana cara membatasinya?

Ya, kita harus selalu memperhatikan arus starting pada motor induksi, transformator dan pada rangkaian elektronik yang terdiri dari induktor, kapasitor atau inti. Seperti disebutkan sebelumnya, arus starting adalah arus puncak maksimum, yang dialami dalam sistem dan dapat dua kali atau sepuluh kali dari arus pengenal normal. 

Lonjakan arus yang tidak diinginkan ini dapat merusak perangkat seperti pada trafo, arus starting dapat menyebabkan pemutus sirkuit tersandung, setiap kali ON. Menyesuaikan toleransi pemutus dapat membantu kami, tetapi komponen harus menahan nilai puncak saat terburu-buru.

Sedangkan pada rangkaian elektronika beberapa komponen memiliki spesifikasi untuk menahan arus starting yang tinggi dalam jangka waktu yang singkat. Tetapi beberapa komponen menjadi sangat panas atau rusak jika nilai in-rush sangat tinggi. 

Jadi sebaiknya menggunakan rangkaian proteksi arus starting saat merancang rangkaian elektronik atau PCB.

Untuk perlindungan dari arus starting Anda dapat menggunakan perangkat aktif atau pasif. Memilih jenis perlindungan tergantung pada frekuensi arus starting, kinerja, biaya, dan keandalan.

Seperti Anda dapat menggunakan termistor NTC (Koefisien Suhu Negatif) yang merupakan perangkat pasif yang berfungsi sebagai resistor listrik yang resistansinya sangat tinggi pada nilai suhu rendah. Termistor NTC terhubung secara seri dengan saluran input catu daya. 

Ini menunjukkan nilai resistansi yang tinggi pada suhu sekitar. Jadi, ketika kita menghidupkan perangkat, resistansi yang tinggi membatasi arus starting yang mengalir ke sistem. 

Saat arus mengalir terus menerus, suhu termistor naik yang mengurangi resistansi secara signifikan. Oleh karena itu, termistor menstabilkan arus starting dan memungkinkan arus stabil mengalir ke sirkuit. Termistor NTC banyak digunakan untuk tujuan pembatasan arus karena desainnya yang sederhana dan biaya rendah. Ini juga memiliki beberapa kelemahan seperti Anda tidak dapat mengandalkan termistor dalam kondisi cuaca ekstrim.

Perangkat aktif lebih mahal dan juga meningkatkan ukuran sistem atau sirkuit. Ini terdiri dari komponen sensitif yang mengalihkan arus starting yang tinggi. Beberapa perangkat yang aktif adalah Soft Starter, regulator tegangan, dan konverter DC/DC.

Perlindungan ini digunakan untuk melindungi listrik serta sistem mekanik dengan membatasi arus starting sesaat. Grafik di bawah ini menunjukkan nilai arus starting dengan sirkuit proteksi dan tanpa sirkuit proteksi. Kita dapat dengan jelas melihat seberapa efektif perlindungan arus starting.

Bagaimana mengukur Arus starting?

Anda semua telah melihat gerobak sepeda, untuk membuatnya bergerak pengendara perlu menerapkan kekuatan yang kuat. Dan, begitu roda mulai bergerak, gaya yang dibutuhkan berkurang. Jadi, gaya awal ini setara dengan arus starting. Demikian pula, pada motor, begitu rotor mulai bergerak, motor mulai mencapai kondisi tunak di mana tidak memerlukan arus tinggi untuk menjalankannya.

Ada beberapa meter penjepit (multimeter) yang tersedia yang menawarkan pengukuran arus starting. Seperti Anda dapat menggunakan Fluke 376 FC True-RMS Clamp meter untuk mengukur arus starting. Terkadang arus starting menunjukkan nilai yang lebih tinggi dari nilai pemutus sirkuit, tetapi tetap saja pemutus tidak trip. 

Alasan di balik ini adalah, pemutus sirkuit bekerja pada kurva arus waktu v/s, seperti Anda menggunakan pemutus sirkuit 10 amp, sehingga arus starting yang lebih dari 10 amp harus mengalir melalui pemutus sirkuit lebih dari waktu pengenal itu.

Ikuti langkah-langkah yang disebutkan di bawah ini untuk mengukur arus starting:

• Perangkat yang diuji harus dimatikan terlebih dahulu
• Putar dial dan atur ke tanda Hz-Ã
• Tempatkan kabel hidup ke dalam rahang atau gunakan probe yang terhubung dengan multimeter penjepit
• Tekan tombol arus starting di meter penjepit, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas
• Nyalakan perangkat, Anda akan mendapatkan nilai arus starting pada layar multimeter

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini