7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

1/14

6

Soal Soal Latihan Elektronika & Tenaga Listrik

1. Generator DC 4 kutub mempunyai belitan jangkar yang terdiri dari 648 penghantar

(konduktor) total yang dihubungkan dalam dua garis edar paralel. Jika flux per kutub

= 0,321.106

maxwell dan kecepatan perputaran jangkar 1800 rem. Hitung teganganrata-rata yang dibangkitkan.

Jawab :

o Banyaknya perputaran / garis edar paralel

548=324penghantar

2

o Banyaknya flux yang dipotong / putaran

4.0,32.106

= 1,284.106

maxwell

o N = 1800 rad/menit = 1800/60 = 30 Put/s

o Waktu yang digunakan untuk perputaran

T = 130

= 0,033 at

o Eau / Penghantar =t.10

8

=1,284.10

3,3.10-.-12 08

= 0,389

o Tegangan total ayng dibangkitkan

Eg = Eau. n/garis edar paralel

= 0,389.324

= 126 volt

2. Pada soal nomor 1 diatas hitung arus pada penghantar per garis edar, dimana daya

yang dibangkitkan oleh jangkar sebesar 5 kw = 5000 watt

Jawab :

P = .I

I =

=

5000= 39,48 Ampere

126

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

2/14

Maka arus penghantar

=39,48

2= 19,74 A

3. Generator DC 6 kutub, 85 KW mempunyai jangkar yang terdiri atas 66 slot. Tiap-

tiap slot terdiri atas 12 lilitan. Belitan jangkar dihubungkan sedemikian sehingga

terdapat G garis edar paralel. Jika tiap kutub menghasilkan flux sebesar 2,18.106

maxwell dan kecepatan putarjangkar 870 rpm. Hitung tegangan yang dibangkitkan.

Jawab :

Dik : P = 85 KW = 85.000 W

= 66

Z = 66.12 = 792

a = 6

= 2,18.106n = 870 rpm

Dit : Eg :........? I :................?

Jawab :

Eg =..n.z

a.60

. 10-8

6 -8

=2,18.10 .870.792.10.

60.6

= 250, 35 Volt

I =

=

85000= 339,52 A

250,35

Maka Arus penghantar

= 339,526

= 56,59 A

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

3/14

4. Suatu Generator DC berpenguatan bebas melayani beban 450 A pada tegangan

terminal 230 Volt. Tahanan jangkar 0,03 . Rugi total tegangan pada sikat 2 V.

Hitung tegangan yang dibangkitkan

Dik : I = 450 AVt = 230 V

Ra = 0,03

Vsi = 2 V

Dit : Eg ..............?

Jwb :Eg = Vt + Ia Ra + Vsi

= 230 + (450.0,03)+2

= 245,5 V

5. Dari soal nomor 1 diatas, hitung besarnya. Tahanan pengatur arus masuk kumparan

medan, jika : Arus medan untuk membangkitkan flux sebesar 4 A, tegangan sumber

arus searah untuk penguatan 220 V dan tanahan medan 50 .

Dik : If = 4 A R f = 50

Vf= 220

Dit : R...................?

Jwb :

Vf= If(Rf+ R )

220 = 4 ( 50+R)

220 = 200 + 4R

4 R = 20

R = 5

6. Generator DC shunt 4 kutub mempunyai 55 alur jangkar berisi 8 penghantar dengan

kecepatan putaran 900 rpm. Flux / kutub 5,6.106 . maxwell dan garis edar paralel = 4.

hitung tegangan yang diabngkitkan oleh jangkar.

Dik : P = 4 n = 900

Z = 55.8 = 440 a = 4

Dit : Eg..............?

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

4/14

Jawab :

.z.n.

pEg =

60

. 10-8

= 369, 6 volt

7. Jika arus jangkar 100 A, tahanan kumparan jangkar 0,05 rugi tegangan pada sikat

1 V. Hitunglah tegangan terminal generator pada soal No. 3

Eg = Vt. Ia.Ra + Vsi

369,6 = Vt + 1000(0,05) +1

369,6 = Vt + 6

Vt = 369,6 6

= 363, 68. Generator DC seri 50 KW, 250 V. tahanan kumparan jangkar 0,1

pada sikat tidak ada, Hitung :

a. Arus jangkar bila bekerja pada beban penuh

b. Tegangan yang dibangkitkan jika tahapan medan seri 0,15

Jawab :

Dik : Pout = 50 KW = 50. 10 3 W

Vt = 250 voltRa = 0,1 Vsi = 0

Dit : a. Ia........?

b. Eg Rs = 0,15

Jwb :

rugi tegangan

a. Ia =Pout

=Vt

50.10=

250

50.10

250

3

= 200 A

b. Eg = Vt + iaRa + i Rs + Vsi

= 250 + 200.0,1 + 200 (0,15) +0

= 300 V

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

5/14

9. Generator DC komponen pendek 40 KW, 380 V tahanan jangkar 0,03 , tahanan

medan seri 0,05 dan tahanan medan shunt 75 . Hitunglah tegangan yang

dibangkitkan oleh generator.

Dik : Pout = 40 KW = 48.10 3 W

Vt = 380 V

Ra = 0,03

Rs = 0,05

Rsh = 75

Dit : .Eg .........?

Jwb :

I =pout

=Vt

40000= 105,26 A

380

Ish =Vt I.Rs

Rsh

=380 (105,26)0,05

75

= 5 A

Ia I + Ish = 105,26 +5 = 110,26 AEg = Vt + IaRa + Irs + Vsi

= 380+110,26 (0,03)+ 105,26 (0,05)+0

= 388, 57 V

10. Gen DC komponen panjang melayani beban 75 A. Pada tegangan terminal 500 V.

Tahanan jangkar 0,1 , tahanan medan seri 0,2 dan tahanan medan 50 . rugi

tegangan persikab 0,5 V. Jika penggerak mula 50 kw. Hitung :

a. Tegangan yang dibangkitkan oleh jangkar

b. Efisiensi generator

Jawab :

Dik : I = 75 A Rsh = 50

Vt = 5000 V

Ra = 0,1

Vsi = 2(0,5) V=1V

Rs = 0,2

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

6/14

Dit : a. Eg.......? b. .........?

Jwb :

a. Ish =Vt

=Rsh

500= 10 A

50

Ia = I + Ish = 75 +10 = 85 A

Eg = Vt + IaRa + IaRs + Vsi

= 500 + 85(0,1) + 85 (0,2) +1

= 526,5 V

b. Pout = I. Vt

= 75.500

= 37500 W

= Pout.100%pin

=37500

.100%50000

= 72 %

11. Suatu jangkar motor DC berpenguat bebas berisi 192 penghantar, 70% dari

penghantarnya langsung dibawa permukaan kutub pada setiap saat, jika kecepata flux

dibawah kutub sebesar 52.000 garis gaya per inchi dan diameter jangkar 12 inchi

serta panjang 4,5 inchi. Hitung :

a. Arus pada setiap penghantar untuk torsi 128 lbft

b. Arus jangkar bila garis edar paralelnya = 2

c. EMF lawan jika tegangan terminal 220 volt tahanan jangkar 0,05 dan rugi

tegangan total pada sikat 2 .

Jawab :

Dik: B = 192.70 % . 52.000

= 6998800 grs gaya / inch 2

D = 12 inch

l = 4,5 inch

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

7/14

Dit : a. I..............?

b. Ia ...........?

c. Eb. .........?

Jawab :

T = F. N

= F.D

.1

2 12

T = F.D

24

a. T=FD

24

128 = F12

24

F = 256 lb

F=BxIxl

11.300.000

256 =6988800.I.4,5

11.300.000

I = 91,98 A

b. Ia = I . a

= 91,98 . 2

= 183,96

d. Eb = Vt IaRa - Vsi

= 220 (183,96.0,05) 2

= 208,8 V

12. Suatu mesin arus searah shunt 220 volt mempunyai tahanan jangkar 0,5 jika pada

waktu beban penuh arus jangkar 20 A. Hitung EMF (GGL) jika mesin bekerja

sebagai :

a. Generator

b. Motor

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

8/14

Jawab

Dik : Ia = 20 A

Ra = 0,5

Vt = 220 V

Dit : a. Eg ?

b. Eb ?

Jawab :

a. Eg = Vt + IaRa + Vsi

= 220 + 20 (0,5) + 0

= 230 volt

b. Eg = Vt + IaRa + Vsi

= 220 - 20 (0,5) - 0

= 210 volt

13. Motor DC seri dengan daya output 50 kw tegangan 250 volt. Tahanan jangkar 0,1

tahanan medan seri 0,15 dan rugi total tegangan pada sikat 2 volt. Hitung EMF

(GGL) lawan jika bekerja dengan arus jangkar penuh.

Jawab

Dik : Pout = 50 kw = 50.000 Watt

Vt = 250 Volt

Ra = 0,1

Vsi = 2 Vot

Dit : Eb ?

Jawab :

I =Pout

Vt

I =

50.000

250

I = 200

Eb = Vt IaRa - Vsi

= 250 (200) (0.1) 2

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

9/14

= 250 20 2

= 228

14. Flux masimal pada inti dari trafo 60 H2 sebesar 3,76 . 106 maxwell. Trafo tersebut

mempunyai lilitan primer sebesar 1320 dan lilitan sekunder 46. hitung tegangan induksi

pada primer dan sekunder trafo.

Jawab

Dik : F = 60 Hz

Np = 1320

Ns = 46

mm = 3,76 . 106

Dit : a. Ep

b. Es

Jawab

a. Ep = 4,44 . f . Np . mm . 10-8

= 4,44 . 60 . 1320 . 3,75 . 106. 10

-8

= 1322196,48 x 10-2

b. Es = 4,44 . f . Ns . mm . 10-8

= 4,44 . 60 . 46 . 3,75 . 106. 10

-8

= 46076,5 x 10-2

15. Trafo ideal 1 fase mempunyai 200 lilitan pada belitan primer dan 100 lilitan pada

sekunder. Jika belitan primer dihubungkan dengan sebuah tegangan 200 volt & arus

beban sekunder 20 A hitung :

A. Arus primer

B. Arus sekunder

Jawaban

Dik : W1 = 200 V1 = E1 = 200 V

N2 = 100 I2 = 20 A

Dit : A. I1 ?

E2 ?

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

10/14

Jawab :

A. a =

a =

N1

N2

200

100

a = 2

E1I1 = E2I2

E1

=I

2

E2

I1

a =I

2

I1

2 =20

I1

I1 = 10 A

B. E1I1 = E2I2

200.10 = E2.20

2000 = E2.20

E2 = 100 Volt

16. Trafo idsel 1 fase mempunyai 400 lilitan prier & 1000 lilitan sekunder dengan luas

penampang inti 60 cm2. Jika belitan primer dihubungkan dengan sumber tegangan

520 Volt dan frekuensi 50 Hz hitung :

A. Harga max kerapatan Fluex pada inti

B. Tegangan induksi pada belitan sekunder

Jawaban

Dik : N1 = 400 E1 = 520 V

N2 = 1000f

= 50 Hz

A = 60 cm2

= 60 (10-2

m)2

= 60.10-4 = 60.10-3

m2

Dit : A. Bm (Weber/m2) ?

B. E2 ?

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

11/14

A. E1 = 4,44.f.N1.mw

E1 = 4,44.f.N1.Bm.A

520 = 4,44.50.400.Bm.6.10-3

520 = 88800.Bm.6.10-3

Bm = 0,97

B.E

1=N

1

E2N

2

520=

E2

400

1000

E2 = 1300 Volt

17. Trafo step down dari 2300 Volt menjadi 230 Volt dengan daya 750 Kva & 60 Hz

resistans & reaktans dari belitan

R1 = 0,093 X1 = 0,28

R2 = 0,0093 X2 = 0,0028

Trafo bekerja dengan beban penuh

a. Arus primer & sekunder

b. Impedans belitan primer & sekunder

c. Jatuh tegangan pada belitan primer & sekunder

d. Tegangan insuksi pada belitan primer & sekunder

e. Perbandingan trafo

f. Perbandingan tegangan trafo

Jawaban

Dik : P = 750 Kva = 750.000 W R1 = 0,093

V1 = 2300 V R2 = 0,0093 V2 = 230 V X1 = 0,28f = 60 Hz X2 = 0,0028

Dit : a. I1 %& I2

b. Z1 & Z2

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

12/14

12

Jawab :

a. I1 =

=

c. I1, Z1, & I2, Z2

d. E1 & E2

e. a

f. teg trafo

P

V1

750000 w

2300 v

I2 =

=

P

V2

750000 w

230 v

= 326,08 A = 3260,86 A

b. Z1 = R12+X

2

Z2 = R 22+X

2

= (0,093)2+ (0,28)

2= (0,0093)

2+ (0,0028)

2

= (0,008649 + 0,0784) = (0,00008649 + 0,00000784)

= (0,087049) = (0,00009433)

= 0,29 = 0,0097

c. I1.Z1 = 326,08 . 0,29 I2.Z2 = 3260,86 . 0,0097

= 94,56 = 31,63

d. E1 = V1 I1Z1 E2 = V2 + I2 Z2

E1 = 2300 94,65 E2 = 230 + 31,63

E1 = 2205,35 E2 = 261,63

e. a =

a =

E1

E2

2205,35

261,63

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

13/14

= 8,42

7/31/2019 73578796-gen-dc-soal

14/14

f. teg trafo =

=

V1

V2

2300

230

= 10