Direct current
ΔU = 2 * I * R * L
Alternating single-phase/Alternating two-phase
ΔU = 2 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
Alternating three-phase
ΔU = √3 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
ΔU = Voltage drop (V)
I = Current (A)
R = Resistance (Ω/km)
X = Reactance (Ω/km)
L = Line length (km)
φ = Phase shift between voltage and current
Hitung penurunan tegangan pada rangkaian DC dan AC menggunakan parameter elektrik kunci.
"Penurunan tegangan adalah penurunan potensial listrik sepanjang jalur arus yang mengalir dalam rangkaian listrik. Sesuai dengan Lampiran G – IEC 60364–5–52."
Arus Searah (DC): Arus mengalir secara konstan dari kutub positif ke kutub negatif. Digunakan dalam baterai, panel surya, dan elektronik.
Arus Bolak-Balik (AC): Arus berbalik arah dan amplitudo seiring waktu dengan frekuensi tetap (misalnya, 50 Hz atau 60 Hz). Digunakan dalam jaringan listrik dan rumah tangga.
Jenis Sistem:
Fasa Tunggal: Satu konduktor fasa dan satu netral.
Dua Fasa: Dua konduktor fasa (langka).
Tiga Fasa: Tiga konduktor fasa; empat kawat termasuk netral.
Unipolar: Satu konduktor.
Bipolar: Dua konduktor.
Trilopolar: Tiga konduktor.
Kuadrupolar: Empat konduktor.
Pentapolar: Lima konduktor.
Multipolar: Dua atau lebih konduktor.
Suhu operasi yang diperbolehkan tergantung pada bahan isolasi konduktor.
IEC/CEI:
70°C (158°F): Isolasi PVC, isolasi mineral berlapis PVC, atau isolasi mineral telanjang yang dapat diakses.
90°C (194°F): Isolasi XLPE, EPR, atau HEPR.
105°C (221°F): Isolasi mineral telanjang dan tidak dapat diakses.
NEC:
60°C (140°F): Jenis TW, UF
75°C (167°F): RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW
90°C (194°F): TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
Konduktor dengan luas penampang, panjang, dan bahan yang sama dapat dihubungkan secara paralel. Arus maksimum yang diperbolehkan adalah jumlah dari arus maksimum masing-masing inti.
Jarak antara titik penyediaan dan beban (satu arah), diukur dalam meter atau kaki. Jalur yang lebih panjang menghasilkan penurunan tegangan yang lebih tinggi.
Bahan yang digunakan untuk konduktor. Bahan umum termasuk tembaga (tahanan lebih rendah) dan aluminium (lebih ringan, lebih murah).
Mendefinisikan jumlah konduktor dalam kabel:
Unipolar: Satu konduktor
Bipolar: Dua konduktor
Trilopolar: Tiga konduktor
Kuadrupolar: Empat konduktor
Pentapolar: Lima konduktor
Multipolar: Dua atau lebih konduktor
Perbedaan potensial listrik antara dua titik.
Masukkan tegangan Fase-Netral untuk sistem fasa tunggal (misalnya, 120V).
Masukkan tegangan Fase-Fase untuk sistem dua fasa atau tiga fasa (misalnya, 208V, 480V).
Daya yang harus dipertimbangkan untuk menentukan karakteristik sirkuit, diukur dalam watt (W) atau kilowatt (kW). Termasuk semua perangkat yang terhubung.
Rasio daya aktif terhadap daya semu: cosφ, di mana φ adalah sudut fase antara tegangan dan arus.
Nilai berkisar dari 0 hingga 1. Ideal = 1 (beban resistif murni).
Luas penampang konduktor, diukur dalam mm² atau AWG.
Ukuran yang lebih besar → tahanan yang lebih rendah → penurunan tegangan yang lebih sedikit.
VD = I × R × L
VD (%) = (VD / V) × 100
R = ρ × L / A
Merancang instalasi listrik di bangunan
Menentukan ukuran kabel untuk transmisi listrik jarak jauh
Mengatasi masalah lampu redup atau masalah motor
Kepatuhan terhadap standar IEC 60364 dan NEC
Perencanaan pabrik industri
Sistem energi terbarukan (surya, angin)
Menurut standar IEC 60364-5-52 dan NEC, rekomendasi umum adalah: jatuh tegangan tidak boleh melebihi 3% untuk sirkuit penerangan dan 5% untuk sirkuit daya (stopkontak, motor, dll.).
Sebagai contoh,
pada sistem satu fasa 230V, jatuh tegangan maksimum yang diizinkan untuk penerangan adalah 230 × 3% = 6,9V, yang berarti tegangan pada ujung beban tidak boleh turun di bawah 223,1V. Melebihi rentang ini dapat menyebabkan lampu redup, pemanasan berlebih pada motor, atau peralatan gagal menyala dengan baik.
Dalam rangkaian DC, penurunan tegangan hanya ditentukan oleh resistansi (VD = I × R). Namun, dalam rangkaian AC, selain resistansi (R), terdapat juga reaktansi (X), dan terdapat perbedaan fase antara arus dan tegangan.
Faktor daya (PF = cosφ) mencerminkan rasio daya aktif terhadap total daya semu. Semakin rendah PF, semakin tinggi arus saluran untuk daya aktif yang sama, sehingga menghasilkan penurunan tegangan yang lebih besar.
Sebagai contoh, untuk beban 5kW yang sama, arus adalah sekitar 21,7A pada PF=1, tetapi meningkat menjadi sekitar 27,1A pada PF=0,8, menyebabkan penurunan tegangan sekitar 25% lebih besar.
Ya, jatuh tegangan berbanding lurus dengan panjang saluran (VD = I × R × L). Semakin panjang saluran, semakin tinggi hambatan dan semakin besar jatuh tegangan. Ada tiga cara utama untuk mengurangi jatuh tegangan:
① Tingkatkan luas penampang konduktor (kabel yang lebih tebal berarti hambatan lebih rendah);
② Tingkatkan tegangan sistem (arus lebih rendah untuk daya yang sama);
③ Gunakan konduktor paralel (beberapa konduktor dengan spesifikasi yang sama secara paralel meningkatkan luas penampang ekuivalen). Pemilihan ukuran kabel yang tepat sangat penting dalam sistem tenaga surya dan transmisi daya jarak jauh.
Tembaga memiliki resistivitas yang jauh lebih rendah (sekitar 1,68×10⁻⁸ Ω·m) dibandingkan aluminium (sekitar 2,82×10⁻⁸ Ω·m), sehingga untuk luas penampang dan panjang yang sama, jatuh tegangan pada konduktor aluminium sekitar 68% lebih tinggi dibandingkan dengan konduktor tembaga.
Dengan kata lain, untuk mencapai kinerja jatuh tegangan yang sama, kawat aluminium harus berukuran satu tingkat lebih besar daripada kawat tembaga (misalnya, jika tembaga menggunakan 4mm², aluminium memerlukan 6mm² atau 10mm²). Meskipun kawat aluminium lebih ringan dan lebih murah, kawat tembaga adalah pilihan yang lebih andal dalam aplikasi dengan persyaratan jatuh tegangan yang ketat.
Masuk
