Rumus Faktor Daya dan Daya Nyata untuk Tangkaian AC

Faktor daya adalah perbandingan daya kerja. Istilah ini sering disebut-sebut dalam kelistrikan, tapi tahukah Anda apa artinya? Pastikan untuk membaca apa itu rangkaian ac terlebih dahulu.

Ada beberapa jenis daya pada rangkaian ac:

Transfer daya rata-rata maksimum
Tegangan dan arus RMS
Faktor daya dan daya semu
Segitiga daya dan kompleks daya
Konservasi daya ac

Daya Semu dan Faktor Daya

Kita melihat bahwa jika tegangan dan arus pada terminal suatu rangkaian adalah

atau, dalam bentuk fasor, V = Vm∠θv dan I = Im∠θi, daya rata-ratanya adalah

Dengn rumus

Maka di dapatkan sebuah persamaan:

Daya rata-rata adalah produk dari dua suku. Hasil Vrms Irms dikenal sebagai daya semu S.

Faktor cos(θv – i) disebut faktor daya (pf). Daya semu (dalam VA) adalah produk dari nilai rms tegangan dan arus.

Daya semu disebut demikian karena tampak jelas bahwa daya seharusnya merupakan hasil kali tegangan-arus, dengan analogi dengan rangkaian resistif dc.

Ini diukur dalam volt-ampere atau VA untuk membedakannya dari daya rata-rata atau nyata, yang diukur dalam watt.

Faktor daya tidak berdimensi karena merupakan rasio daya rata-rata dengan daya semu,

Sudut v – i disebut sudut faktor daya karena merupakan sudut yang kosinusnya adalah faktor daya.

Sudut faktor daya sama dengan impedansi beban jika V adalah tegangan pada beban dan I adalah arus yang melaluinya. Hal ini fapat terlihat bahwa

Atau, karena

Dan

impedansinya adalah

Faktor daya adalah kosinus dari perbedaan fasa antara tegangan dan arus.

Faktor daya juga merupakan kosinus dari sudut impedansi beban.

Dari Persamaan.(5), faktor daya dapat dilihat sebagai faktor di mana daya semu harus dikalikan untuk mendapatkan daya nyata atau rata-rata.

Nilai pf berkisar antara nol dan satu. Untuk beban resistif murni, tegangan dan arus sefasa, sehingga v – i = 0 dan pf = 1.

Ini menggambarkan bahwa bahwa daya semu sama dengan daya rata-rata.

Untuk beban reaktif murni, v – i = ± 90o dan pf = 0.

Dalam hal ini, daya rata-rata adalah nol. Di antara dua kasus ini, pf dikatakan mendahului atau tertinggal.

Faktor daya mendahului berarti bahwa arus mendahului tegangan, yang di sebut beban kapasitif.

Faktor daya tertinggal berarti arus tertinggal dari tegangan itu di sebut beban induktif.

Faktor daya dapat mempengaruhi tagihan listrik yang dibayarkan konsumen kepada perusahaan penyedia listrik.

Kita akan belajar bagaimana memperbaiki faktor daya menggunakan koreksi faktor daya.

Contoh Soal Daya Semu dan Faktor Daya

Untuk dapat memahami lebih detail mengenai faktor daya mari kita tinjau contoh di bawah ini:

1. Sebuah beban terhubung seri menarik arus i(t) = 4 cos(100π t + 10o) A ketika tegangan yang diberikan adalah v(t) = 120 cos(100π t – 20o) V. Temukan daya semu dan faktor daya beban. Tentukan nilai elemen yang membentuk beban terhubung seri.

Penyelesaian:

Daya yang terlihat adalah