SeputarIlmu.Com – Hallo para pencari ilmu, jumpa kembali dalam artikel di seputarilmu.com. Kali ini akan membahas mengenai Transformator.
Ada yang sudah mengenal atau pernah mendengar mengenai istilah Transformator? Simak penjelasan terlengkapnnya di bawah ini.
Pengertian Transformator
Trafo atau Transformator merupakan salah satu alat yang memindahkan tenaga listrik antar dua rangkaian listrik atau lebih melalui induksi elektromagnetik.
Trafo ini digunakan untuk mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.
Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC atau menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC.
Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet karenanya trafo hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik.
Fungsi Transformator
1. Distribusi dan Transmisi Listrik
Seperti yang kita ketahui bahwa jarak antara pembangkit listrik dengan beban listrik yang digunakan oleh pelanggan relatif terlalu jauh. Sehingga akan terjadinya drop tegangan.
Untuk itu kita harus menaikkan tegangan sebelum distribusi dan transmisi listrik jarak jauh agar drop tegangan tidak terlalu besar serta lebih murah karena kabel yang digunakan lebih kecil (semakin besar tegangan besar maka arus semakin kecil sesuai dengan Hukum kekekalan energi).
Seperti Perusahaan Listrik Negara (PLN), Tegangan yang di hasilkan oleh pembangkit sebesar 13,8 KV lalu di naikkan menjadi 150 KV lalu diturunkan ke 380 V untuk di distribusikan ke rumah – rumah.
2. Rangkaian Kontrol
Pada peralatan elektronik seperti komputer, charger dan berbagai macam peralatan lainnya, transformator sering kali digunakan untuk menurunkan tegangan agar dapat digunakan pada tegangan kontrol (5 Volt, 12 Volt,dsb).
Begitu juga rangkaian kontrol motor pada pabrik, Trafo dipakai untuk mengenergize dan meng dienergize kontaktor yang dipakai untuk menghidupkan dan mematikan motor induksi.
3. Rangkaian Pengatur Frekuensi
Dalam dunia radio frekuensi, transformator juga sering kali digunakan untuk mengatur besaran frekuensi yang dihasilkan.
Hanya saja bentuk dan dimensinya jauh lebih kecil di bandingkan trafo yang sering kali digunakan pada rangkaian kontrol apalagi transformator atau trafo transmisi listrik.
Jenis-Jenis Transformator
1. Step-Up
Transformator step-up adalah transformator yang mempunyai lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, hingga memiliki fungsi sebagai penaik tegangan.
Transformator ini umum ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang dipakai dalam transmisi jarak jauh.
2. Step-Down
Transformator step-down mempunyai lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga memiliki fungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.
3. Autotransformator
Transformator jenis ini terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Sebagian lilitan primer dan merupakan lilitan sekunder.
Fasa arus dalam lilitan sekunder berlawanan dengan arus primer, hingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder mampu dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa.
Keuntungan dari autotransformator merupakan ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian lebih rendah daripada jenis dua lilitan.
Tetapi transformator jenis ini tidak bisa memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder.
4. Autotransformator Variabel
Autotransformator variabel sebenarnya yaitu autotransformator yang sadapan tengahnya mampu diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.
5. Transformator Isolasi
Transformator isolasi mempunyai lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, tegangan sekunder samadengan tegangan primer.
Tetapi beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak guna mengkompensasi kerugian.
Transformator ini memiliki fungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio, transformator jenis ini sudah banyak digantikan oleh kopling.
6. Transformator Pulsa
Transformator pulsa merupakan transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa.
Transformator ini memakai material inti yang cepat jenuh hingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah.
Karena GGL induksi pada lilitan sekunder cuma terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator memberikan keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.
7. Transformator Tiga Fase
Transformator tiga fase merupakan tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain.
Lilitan primer umumnya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta.
Prinsip Kerja Transformator
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan sebuah fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder.
Fluks bolak-balik ini menginduksikan gaya gerak listrik (ggl) dalam sebuah lilitan sekunder.
Apabila efisiensinya sempurna, maka semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.
Sebuah Transformator yang sederhana umumnya terseusun atas 2 lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.
Inti besi yang ada pada sebuah Transformator atau Trafo pada umumnya adalah kumpulan lempengan-lempengan besi tipis yang terisolasi dan ditempel berlapis-lapis dengan kegunaanya untuk mempermudah jalannya Fluks Magnet yang ditimbulkan oleh sebuah arus listrik kumparan serta untuk mengurangi suhu panas yang telah ditimbulkannya.
Beberapa bentuk lempengan besi yang membentuk Inti Transformator tersebut antara lain :
- E – I Lamination
- E – E Lamination
- L – L Lamination
- U – I Lamination
Rasio lilitan yang berada pada kumparan sekunder terhadap kumparan primer menentukan rasio tegangan pada kedua kumparan tersebut.
Contoh, 1 lilitan pada kumparan primer dan 10 lilitan pada kumparan sekunder akan menghasilkan tegangan 10 kali lipat dari tegangan input pada kumparan primer. Jenis Transformator ini biasanya disebut Transformator Step Up.
Sebaliknya, jika terdapat 10 lilitan pada kumparan primer dan 1 lilitan pada kumparan sekunder, maka tegangan yang dihasilkan Kumparan Sekunder adalah 1/10 dari tegangan input pada Kumparan Primer. Transformator jenis ini sering disebut dengan Transformator Step Down.
Bagian-Bagian Transformator
- Kumparan Primer ialah sebuah kumparan trafo yang dihubungkan ke sumber tegangan.
- Kumparan Sekunder yaitu suatu kumparan trafo yang dihubungkan dengan beban.
- Inti Besi yang terbuat dari lapisan plat dinamo disusun berlapis-lapis.
Kerugian Transformator
1. Kerugian Tembaga
Kerugian I 2 R pada lilitan tembaga yang disebabkan resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya.
2. Kerugian Kopling
Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tak sempurna, hingga tidak semua fluks magnet diinduksikan primer memotong lilitan sekunder.
Kerugian ini bisa dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis antara primer dan sekunder.
3. Kerugian Kapasitas Liar
Kerugian yang disebabkan kapasitas liar yang ada pada lilitan-lilitan transformator.
Kerugian ini memengaruhi efisiensi transformator pada frekuensi tinggi. Kerugian ini mampu dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak.
4. Kerugian Histeresis
Kerugian yang terjadi saat arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak mampu mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini bisa dikurangi dengan memakai material inti reluktansi rendah.
5. Kerugian Efek Kulit
Sebagaimana konduktor lain yang slalu dialiri arus bolak-balik, arus ini cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor.
Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini bisa dikurangi dengan memakai kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil saling terisolasi.
Untuk frekuensi radio dipakai kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.
6. Kerugian Arus Eddy
Kerugian yang disebabkan GGL masukan yang menimbulkan arus pada inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet dan membangkitkan GGL.
Karena adanya fluks magnet yang berubah, terjadi tolakan fluks magnet di material inti. Kerugian ini berkurang jika dipakai inti berlapis-lapis.
Rumus Lilitan Transformator
Perbandingan lilitan pada trafo (transformator) ialah sebuah perbandingan jumlah lilitan trafo (transformator) pada kumparan sekunder (Ns) dengan jumlah lilitan pada kumparan primer (Np) trafo (transformator).
Rumus :
n = Ns/Np
Perbandingan jumlah lilitan primer dengan sekunder pada trafo (transformator) menentukan perbandingan tegangan primer (input) dan sekunder (output).
Untuk menentukan berapa penurunan atau kenaikan tegangan yang kita inginkan.
Rumus :
Vs/Ns = Vp/Np
Keterangan :
- Vs = Tegangan primer (input) (Volt)
- Ns = Jumlah lilitan pada kumparan primer (input)
- Vp = Tegangan sekunder (output) (volt)
- Np = Jumlah lilitan pada kumparan sekunder (output)
Demikianlah penjelasan terlengkap mengenai √ Transformator : Pengertian, Fungsi, Bagian, Jenis, Rumus & Prinsip Kerjanya Lengkap. Semoga bermanfaat dan bisa menambah ilmu pengetahuan bagi para pencari ilmu. Terima Kasih.
Baca Juga Artikel Lainnya :
