Rumus Perhitungan Jatuh Tegangan
Dasar: Hukum Ohm
Semua perhitungan jatuh tegangan didasarkan pada Hukum Ohm, salah satu hubungan paling fundamental dalam teknik kelistrikan. Ditemukan oleh Georg Ohm pada tahun 1827, hukum ini menetapkan hubungan langsung antara tegangan, arus, dan hambatan dalam rangkaian listrik. Memahami dasar ini sangat penting sebelum mempelajari rumus jatuh tegangan yang lebih kompleks yang digunakan dalam desain kelistrikan profesional.
Hukum Ohm
Dalam konteks jatuh tegangan, kita menerapkan hukum ini pada penghantar itu sendiri. Penghantar bertindak sebagai resistor (meskipun kecil), dan arus yang mengalir melaluinya menghasilkan jatuh tegangan sepanjang penghantar. Inilah mengapa kita dapat menghitung jatuh tegangan dengan mengalikan arus dengan hambatan total penghantar.
Rumus Jatuh Tegangan Satu Fasa dan DC
Untuk rangkaian AC satu fasa dan rangkaian DC, rumus jatuh tegangan memperhitungkan aliran arus melalui penghantar pergi dan kembali. Inilah mengapa kita mengalikan dengan 2 — total panjang rangkaian mencakup dua penghantar dalam rangkaian. Di Indonesia, sistem satu fasa menggunakan tegangan 220V pada frekuensi 50 Hz.
Rumus Satu Fasa / DC
Faktor 2 mewakili jalur arus bolak-balik. Arus mengalir dari sumber melalui satu penghantar ke beban, kemudian kembali melalui penghantar lain. Kedua penghantar berkontribusi terhadap jatuh tegangan total. Pembagian dengan 1000 mengonversi satuan hambatan dari Ohm per kilometer agar sesuai dengan panjang dalam satuan meter.
Contoh Perhitungan: Instalasi Rumah Tangga Indonesia
Sebuah AC split 2 PK menarik arus 10A pada tegangan 220V, dipasang 30 meter dari panel distribusi menggunakan kabel NYM 3x2,5 mm² tembaga (R = 7,41 Ω/km).
Vd = (2 x 10 x 30 x 7,41) / 1000
Vd = (4.446) / 1000
Vd = 4,45 Volt
Vd% = (4,45 / 220) x 100 = 2,02%
Hasil: Kabel NYM 3x2,5 mm² memenuhi batas 4% yang direkomendasikan PUIL.
Rumus Jatuh Tegangan Tiga Fasa
Sistem tiga fasa menggunakan pengali yang berbeda karena terdapat hubungan fasa 120° antar penghantar. Kita menggunakan √3 (sekitar 1,732) sebagai pengganti pengali 2. Faktor ini memperhitungkan hubungan vektor antara fasa-fasa dalam sistem tiga fasa seimbang. Di Indonesia, sistem tiga fasa menggunakan tegangan 380V antar fasa.
Rumus Tiga Fasa
Contoh Perhitungan: Motor Industri 3 Fasa
Motor 380V tiga fasa 30 kW menarik arus 57A. Panjang feeder 100 meter, menggunakan kabel NYY 4x16 mm² tembaga (R = 1,15 Ω/km).
Vd = (1,732 x 57 x 100 x 1,15) / 1000
Vd = (11.352,66) / 1000
Vd = 11,35 Volt
Vd% = (11,35 / 380) x 100 = 2,99%
Hasil: Jatuh tegangan mendekati batas 3%, pertimbangkan peningkatan ukuran kabel ke 25 mm² untuk margin yang lebih baik.
Rumus Menggunakan Impedansi (Rangkaian AC)
Untuk perhitungan yang lebih akurat pada sistem AC, terutama pada penghantar berukuran besar atau yang dipasang dalam konduit baja, digunakan impedansi sebagai pengganti hambatan murni. Impedansi memperhitungkan efek reaktansi induktif yang signifikan pada penghantar besar.
Rumus dengan Impedansi Efektif
R = Hambatan (Ω/km), X = Reaktansi (Ω/km)
θ = Sudut faktor daya, K = 2 (1 fasa) atau √3 (3 fasa)
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator