Karakteristik Beban Listrik

Dalam dunia kelistrikan, telah dikenal dua jenis beban, yaitu beban linear dan beban nonlinear.

1.        Beban Linear

Beban linear adalah beban yang memberikan bentuk keluaran linear atau sama dengan bentuk masukan, artinya daya yang mengalir sebanding dengan impedansi dan perubahan tegangan. Beban linear terdiri dari tiga macam beban, yaitu beban resistif, beban induktif, dan beban kapasitif.

1.1  Beban Resistif (R)

Beban resistif (R) adalah beban yang terdiri dari komponen tahanan yang memiliki satuan ohm saja (resistansi). Contohnya adalah lampu pijar. Beban jenis ini hanya mengkonsumsi daya aktif saja dan mempunyai faktor daya sama dengan satu.

1.2  Beban Induktif (L)

Beban induktif (L) adalah beban yang terdiri dari kumparan kawat yang dililitkan pada suatu inti, seperti coil, transformator, dan solenoida. Beban ini dapat mengakibatkan pergeseran phasa (phase shift) pada arus sehingga bersifat lagging. Hal ini disebabkan oleh energi yang tersimpan berupa medan magnet sehingga membuat phasa arus bergeser menjadi tertinggal terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan daya reaktif. Untuk menghitung besarnya rektansi induktif (X_L), digunakan rumus :

X_L = 2pfL                                                                   

dimana :

X_L      =  reaktansi induktif (Ohm)

F       =  frekuensi (Hz)

L       =  induktansi (Henry)

1.3  Beban Kapasitif (C)

Beban kapasitif (C) adalah beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau kemampuan untuk menyimpan energi yang berasal dari pengisian elektrik (electrical discharge) pada suatu rangkaian. Komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan mengeluarkan daya reaktif. Untuk menghitung besarnya rektansi kapasitif (X_C), dapat digunakan rumus:

X_C = 1/2pfC  

                                

dimana :

X_C    =  reaktansi kapasitif (Ohm)

f        =  frekuensi (Hz)

C      =  kapasitansi (Farad)

2.        Beban Non Linier

Beban non linear adalah beban yang keluarannya tidak sebanding dengan tegangan masukan, sehingga arus balik melalui kawat netral tidak sama dengan nol. Contoh beban non linear adalah saklar atau switch yang terbuat dari bahan semikonduktor, inverter, konverter, dan peralatan elektronika lainnya. Beban non linear ini akan menghasilkan harmonisa pada kelipatan bilangan bulat ganjil frekuensi dasar.

Akibat dari fenomena harmonisa adalah timbulnya arus dari harmonisa yang pada umumnya akan menyebabkan panas tambahan, kegagalan isolasi, kegagalan operasi, dan lain-lain. Pada  sistem  distribusi  akan  berpengaruh  pada  kapasitor  bank, transformator distribusi, pemutus tenaga, dan fuse karena peralatan tersebut dialiri arus beban yang mengandung harmonisa. Kini telah ditemukan cara untuk mengurangi harmonisa, yaitu memberikan filter, baik filter pasif, filter aktif atau filter hybrid pada  beban  sumber  harmonik  (beban  non  linear)  tersebut.  Sehingga mengurangi harmonisa sampai  mencapai  batas  toleransi  yang  diizinkan  sehingga  sistem  tenaga  listrik.

Source :

Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, Jakarta: PT.Gramedia Pustaka Utama, 1995.

W. D. Stevenson, Analisa Sistem Tenaga Listrik, Edisi Keempat, Jakarta: Erlangga, 1983.