Kalkulator Watt ke Ampere

I = P / (V × PF) pada AC satu fase, I = P / (√3 × V × PF) pada tiga fase, dan I = P / V pada DC

P

Daya nyata yang benar-benar diubah beban, dalam watt — angka pada pelat nama, dan angka yang benar-benar melakukan kerja atau menghasilkan panas. Ia tidak sama dengan volt-ampere yang harus disediakan pasokannya: dengan faktor daya 0,9 pasokannya membawa 2.222 VA untuk mengantarkan 2.000 W, dan selisihnya adalah daya reaktif yang bolak-balik tanpa melakukan apa pun. Halaman ini meminta daya nyata, yaitu yang dinyatakan pelat nama, lalu menghitung arusnya dari situ

V

Tegangan pasokan, dan pada rangkaian tiga fase ini adalah tegangan fasa-ke-fasa, yaitu 380 V atau 400 V yang diukur antara dua fasa dan bukan 220 V yang diukur antara satu fasa dan netral. Inilah tempat kedua halaman ini bisa salah tanpa tampak salah: masukkan tegangan fasa pada pasokan tiga fase dan arusnya keluar jauh terlalu besar. Akar tiga di dalam rumusnya sudah memperhitungkan hubungan antara keduanya, jadi hanya satu di antaranya yang boleh masuk ke persamaannya

PF

Faktor daya, kosinus dari sudut yang membuat arus tertinggal atau mendahului tegangannya, antara 0 dan 1. Inilah yang membuat arusnya lebih besar daripada yang disarankan dayanya sendiri: pada 0,9 arusnya 1/0,9 = 1,111 kali arus yang akan ditarik beban yang murni resistif dengan daya yang sama, dan pada 0,5 ia menjadi dua kali lipat. Motor, transformator, dan apa pun yang memakai catu daya pensaklaran memiliki faktor daya di bawah 1. Pada DC tidak ada sudut fasa, sehingga kolom itu diabaikan — lihat bagian batasannya

2

Eksponen di dalam akar tiga, dan angka paling penting di halaman ini. Pada rangkaian tiga fase seimbang, ketiga arus fasanya berbagi satu jalur kembali, sehingga dayanya adalah √3 kali tegangan fasa-ke-fasa kali arusnya dan bukan tiga kali tegangan fasa kali arusnya. Membagi dengan 1,732 alih-alih tidak membagi membuat jawabannya 42 persen lebih kecil — atau, dilihat dari arah sebaliknya, melupakannya membuat arusnya 73 persen lebih besar daripada yang sebenarnya, dan itulah arah yang membakar kabel

Pakai halaman ini ketika sebuah perangkat diberi peringkat dalam watt dan Anda perlu tahu berapa arus yang akan ditariknya: memilih MCB, menentukan ukuran kabel, memutuskan apakah sebuah peralatan boleh dipasang pada sirkuit yang sudah ada, atau mencari tahu mengapa sebuah genset mati padahal bebannya seharusnya masih di dalam peringkatnya. Halaman ini juga yang menjawab pertanyaan yang dikirim oleh kalkulator faktor daya — memasukkan daya nyata dan faktor daya sekaligus di sini langsung memberi arus salurannya. Satu hal yang harus dipastikan sebelum mengetik adalah pasokan jenis apa yang Anda pakai, karena keputusan itu mengubah jawabannya lebih besar daripada masukan mana pun, dan salah di situ menghasilkan angka yang sepenuhnya masuk akal.

1. Nilai bawaan: peralatan 2 kW pada pasokan satu fase 230 V

   1. Daya nyata 2.000 W pada 230 V dengan faktor daya 0,9
   2. Penyebutnya adalah 230 × 0,9 = 207 V sebagai tegangan penggerak yang efektif
   3. Arusnya adalah 2.000 / 207 = 9,662 A
   4. Daya semunya adalah tegangan kali arus: 230 × 9,662 = 2.222,2 VA

   Dua baris terakhir panelnya sengaja tidak sepakat satu sama lain, dan membaca alasannya adalah cara tercepat memahami faktor daya. Bebannya mengubah 2.000 W, tetapi pasokannya harus mengantarkan 2.222 VA, dan selisih 222 VA itu adalah arus yang mengalir tanpa melakukan kerja. Itulah seluruh alasan faktor daya ada sebagai masukan tersendiri: pada faktor daya 0,9 diperlukan arus sepuluh persen lebih besar daripada yang disarankan dayanya sendiri, dan kabel, MCB, serta gensetnya sama-sama melihat angka yang lebih besar itu.

2. Mesin 15 kW pada saluran tiga fase 400 V

   1. Daya nyata 15.000 W pada pasokan tiga fase 400 V, faktor daya 0,85
   2. Penyebutnya adalah √3 × 400 × 0,85 = 1,7320508 × 400 × 0,85 = 588,90
   3. Arusnya adalah 15.000 / 588,90 = 25,471 A
   4. Daya semunya adalah √3 × 400 × 25,471 = 17.647,1 VA

   Jawaban yang salah itu cukup dekat untuk berbahaya. Keluarkan akar tiganya dan beban yang sama terbaca 44,118 A — persis arus yang akan ditarik mesin ini seandainya ia satu fase, dan tidak ada yang tampak keliru pada angka itu kalau Anda tidak tahu pasokan mana yang sedang Anda pakai. Teknisi yang menentukan ukuran dari 44 A akan memasang MCB yang lebih besar daripada yang diperlukan sirkuitnya, dan MCB yang terlalu besar adalah alat pengaman yang berhenti melindungi. Itulah sebabnya jenis pasokan menjadi kolom wajib dan bukan nilai bawaan. Di Indonesia mesin sebesar ini biasanya memakai sambungan tiga fase 380 V dari PLN, dan angka 380 V itu bisa langsung dimasukkan di kolom tegangan sebagai ganti 400 V tanpa mengubah rumusnya.

3. Strip LED 24 W pada baterai 12 V

   1. Arus searah, jadi akar tiga maupun faktor daya sama-sama tidak berlaku
   2. Arusnya sederhana: 24 / 12 = 2 A
   3. Dalam miliampere itu 2.000 mA, dan itulah baris yang perlu dibaca untuk pekerjaan bertegangan rendah
   4. Daya semunya sama dengan daya nyata, 12 × 2 = 24 VA, karena tidak ada sudut fasa

   Pada DC kedua baris dayanya menyatu menjadi satu angka, dan itu bukan kebetulan: daya semu lebih besar daripada daya nyata hanya karena pergeseran fasa antara tegangan dan arus, dan di sini pergeseran itu tidak ada. Kolom faktor daya tidak membuat perbedaan apa pun pada pasokan ini, dan halaman ini mengatakannya alih-alih membuat Anda menebak — memasukkan 0,8 di sini mengembalikan 2 A yang sama dengan memasukkan 1, dan perhitungan yang diam-diam mengabaikan masukan yang terlihat di layar akan lebih buruk daripada perhitungan yang menjelaskannya.

4. Beban resistif: 2.300 W pada faktor daya 1

   1. Sebuah pemanas atau lampu pijar: arusnya sefase dengan tegangannya, faktor daya 1
   2. Penyebutnya adalah 230 × 1 = 230, sehingga persamaannya menyusut menjadi 2.300 / 230
   3. Arusnya 10 A, dan baris miliamperenya 10.000
   4. Daya semunya adalah 230 × 10 = 2.300 VA, angka yang sama dengan wattnya

   Faktor daya 1 adalah langit-langitnya, bukan nilai yang tipikal, dan ada baiknya melihat apa yang dibelinya: 2.300 W yang sama pada faktor daya 0,9 justru menarik 11,111 A dan bukan 10. Pemanasan resistif adalah kasus umum ketika kedua angka itu bertemu, dan itulah sebabnya pemanas air atau setrika bisa dinyatakan dalam watt dan ampere secara bergantian sementara motor tidak bisa. Kolom itu tidak akan menerima nilai di atas 1, karena faktor daya yang lebih besar dari satu bukan soal presisi, melainkan definisi yang memang tidak ada.

Faktor daya diperlakukan sebagai angka tetap yang Anda berikan, sedangkan faktor daya sebuah motor yang sebenarnya turun seiring turunnya bebannya, sehingga motor yang berjalan pada setengah beban menarik arus per watt yang lebih besar daripada yang disarankan angka pelat namanya. Pada DC kolom faktor daya diabaikan sepenuhnya, karena arus searah tidak punya sudut fasa untuk dijelaskannya. Rangkaian tiga fase diandaikan seimbang, dengan arus yang sama pada ketiga fasanya; pasokan yang tidak seimbang atau yang kehilangan salah satu fasanya memerlukan penanganan yang berbeda. Arus start, yang pada motor besarnya beberapa kali arus kerja selama sebagian kecil detik, sama sekali tidak dimodelkan. Tidak ada bagian di sini yang memperhitungkan suhu sekeliling atau cara pemasangannya, padahal keduanya menentukan berapa arus yang benar-benar sanggup dibawa sebuah kabel. Terakhir, arus yang dihitung di sini tidak dipotong terhadap peringkat MCB mana pun: ukuran MCB yang tepat dan golongan tarif PLN yang sesuai bergantung pada sambungan tempat Anda berada, dan itu keputusan pemasangan yang tidak dijawab halaman ini.

Arus yang dikembalikan ini arus nyata atau arus semu?

Ini arus salurannya sendiri, arus yang akan dibaca sebuah amperemeter dan yang harus dibawa sebuah MCB. Masukannya adalah daya nyata dalam watt, dan faktor daya adalah kolom tersendiri di layar yang sama, sehingga pembagian dengan faktor daya sudah ada di dalam persamaannya. Kalau Anda memasukkan daya semu sebagai gantinya — angka volt-ampere dari pelat nama — Anda akan mendapat arus nyata dari beban berfaktor daya 1, yaitu angka yang berbeda dan lebih kecil. Panel hasilnya menampilkan arus sekaligus daya semunya supaya keduanya bisa diperiksa satu terhadap yang lain.

Mengapa tiga fase mengubah jawabannya sebesar itu?

Karena pada rangkaian tiga fase seimbang, ketiga fasanya berbagi satu jalur kembali sehingga dayanya adalah akar tiga kali tegangan fasa-ke-fasa kali arus salurannya, dan bukan tiga kali tegangan fasa kali arus fasanya. Membagi dengan 1,732 alih-alih 1 membuat arusnya 42 persen lebih kecil untuk daya yang sama. Melupakan faktor itu adalah kesalahan paling mahal yang bisa dilakukan halaman ini: arusnya keluar 73 persen terlalu besar, angkanya tampak sepenuhnya wajar, dan MCB yang dipilih dari situ menjadi kebesaran — yang berarti ia berhenti melindungi sirkuitnya.

Apa yang terjadi pada faktor daya saat pasokannya DC?

Ia diabaikan, dan halaman ini mengatakannya alih-alih berpura-pura sebaliknya. Faktor daya mengukur pergeseran fasa antara tegangan dan arus, sedangkan arus searah tidak punya pergeseran fasa, sehingga arusnya sederhana: daya dibagi tegangan. Memasukkan 0,8 atau 1 dengan pasokan disetel ke DC mengembalikan jawaban yang sama, dan daya semunya keluar sama dengan daya nyatanya. Kolomnya tetap terlihat karena kontrol yang muncul pada satu jenis pasokan lalu menghilang pada jenis yang lain lebih sulit dipercaya daripada kontrol yang memang diterangkan sebagai tidak aktif.

Pada pasokan tiga fase, yang dimasukkan tegangan fasa atau tegangan fasa-ke-fasa?

Tegangan fasa-ke-fasa: 380 V pada sambungan industri PLN di Indonesia, 400 V pada pasokan industri Eropa, dan 480 V di Amerika Utara. Itu adalah tegangan antara dua fasa, bukan 220 V antara satu fasa dan netral. Akar tiga di dalam persamaannya sudah membawa hubungan antara keduanya, sehingga memasukkan tegangan fasanya juga berarti menghitungnya dua kali dan arusnya keluar sekitar 1,7 kali terlalu besar. Kalau angka yang Anda punya hanya tegangan fasanya, kalikan dulu dengan akar tiga.

Mengapa arusnya lebih besar daripada watt dibagi volt?

Karena faktor daya. Daya nyata adalah volt kali ampere kali faktor daya, sehingga ampere adalah watt dibagi hasil kali volt dan faktor daya; pada 0,9 arusnya 11 persen lebih tinggi daripada pembagian naifnya, dan pada 0,5 ia dua kali lebih tinggi. Motor, transformator, ballast lampu neon, dan catu daya mode pensaklaran semuanya memiliki faktor daya di bawah 1, dan itulah sebabnya instalasi industri ditagih berdasarkan daya semu dan mengapa pabrik bisa dikenai penalti karena faktor dayanya rendah.

Bisakah ini dipakai untuk arus start sebuah motor?

Tidak bisa. Motor induksi menarik arus beberapa kali arus kerjanya selama sebagian kecil detik saat ia berakselerasi, dan arus masuk itu yang membuat MCB trip dan lampu berkedip. Besarnya bergantung pada rancangan motornya dan beban yang diputarnya, dan ia bukan fungsi dari angka kondisi mantap di halaman ini. Tentukan ukuran kabel dari arus kerja di sini, lalu periksa arus startnya terhadap kurva trip MCB secara terpisah — kedua pertanyaan itu punya jawaban dan sumber yang berbeda.

Apakah kabelnya harus sanggup membawa arus ini?

Ya, dan kabelnya adalah halaman berikutnya: angka ini adalah masukan arus bagi kalkulator ukuran kabel, yang mengubahnya menjadi konduktor terkecil yang menjaga jatuh tegangannya di dalam batas yang Anda tetapkan. Arus di sini sama sekali tidak bergantung pada kabelnya — ia ditetapkan oleh beban dan pasokannya — tetapi berapa arus yang sanggup dibawa kabel secara terus-menerus bergantung pada isolasinya, luas penampangnya, dan cara pemasangannya, dan itulah sebabnya kedua pertanyaan itu diajukan secara terpisah.

• AC power — the relationship between real power, apparent power and power factor, and why the line current is larger than the watts alone imply — Wikipedia
• Three-phase electric power — the line-to-line and line-to-neutral voltages, and where the square root of three comes from in a balanced system — Wikipedia
• OpenStax College Physics 2e, section 20.5, Alternating Current versus Direct Current — the comparison between the two supply types used on this page, including the domestic supply voltages — OpenStax