Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Box 1 , scroll ke bawah

Box 2 , scroll ke bawah

Box 3 , scroll ke bawah

Box 4

Transformator, Pengertian, jenis ,Cara Kerja dan Analisisnya

Definisi Transformator

Transformator adalah  komponen yang memiliki bagian kumparan primer dan kumparan sekunder berupa lilitan kawat yang dapat mentransfer energi listrik dengan cara menginduksi. Dalam sebuah transformator yang berinti besi, terdapat lempeng lempeng berbentuk E, U,L  dan I yang  dipasangkan diantara lilitan primer dan sekunder. 


Transformator
Gambar 1. Berbagai Macam Transformator


Simbol Transformator

Secara umum simbol dari transformator adalah terdiri dari kumparan primer, kumparan sekunder dan inti transformator. Pada transformator dengan spesifikasi tertentu, maka simbolnya akan ada perubahan, misalnya pada transformator step down, transformator step up, trafo inti besi, trafo inti udara dan lain sebagainya. Berikut ini sombol secara umum dari transformator

Simbol Transformator
Gambar 2. Simbol Transformator

Pada simbol di atas pada prinsipnya sama, yang membedakan dari masing masing transformator adalah pada jumlah lilitan pada bagian primer dan sekundernya. Jumlah lilitan berbanding lurus dengan tegangan yang dihasilkan, sehingga semakin banyak lilitan pada bagian primer atau sekunder, maka akan semakin tinggi tegangannya. 

Bagian Bagian Transformator

Pada prinsipnya sebuah transformator terdiri dari bagian bagian utama yaitu
  1. Bagian Primer, terdiri dari lilitan primer dengan jumlah tertentu yang dililitkan pada sebuah inti besi
  2. Bagian sekunder, terdiri dari lilitan sekunder dengan jumlah tertentu yang dililitkan pada sebuah inti besi.
  3. Bagian Inti, terdiri dari plat plat besi yang berbentuk huruf E dan huruf I yang disusun secara selang seling sehingga membentuk sebuah penampang yang digunakan untuk tempat lilitan, baik itu lilitan primer ataupun lilitan sekunder.
Bagian Bagian Transformator
Gambar 3. Kontruksi Transformator

Jenis Jenis Transformator

Transformator dapat dibagi menjadi beberapa jenis tergantung dari fungsi dan penggunaannya. 

Transformator Step Down

Transformator step down merupakan trafo yang memiliki input tegangan pada bagian primer, dan akan diturunkan  pada bagian sekunder menjadi tegangan yang lebih kecil dari pada tegangan pada bagian primer. Baik pada bagian primer ataupun sekunder, tegangannya adalah tegangan AC (VAC). Transformator jenis 
ini biasa digunakan pada rangkaian catu daya.
Transformator Step Down
Gambar 4. Transformator Step Down

Transformator step Up

Transformator step up adalah trafo yang berfungsi menaikkan  tegangan AC dari bagian primer, ke bagian sekunder trafo menjadi tegangan AC yang lebih besar. Penggunaan jenis transformator ini adalah pada gardu gardu induk PLN dan rangkaian inverter pada pembangkit listrik  tenaga surya. Penggunaan Transformator Step up pada gardu induk PLN, mampu menaikkan tegangan listrik 220 Volt menjadi 70 K Volt yang akan di salurkan di jaringan transmisi. Penggunaan trafo steu Up pada inverter pembangkit listrik tenaga surya berfungsi menaikkan tegangan output dari rangkaian inverter sehingga mencapai tegangan 220 volt AC. Input rangkaian inverter adalah tegangan dari Accumulator yang besarnya 12 Volt DC.
transformator step up
Gambar 5. Transformator Step Up

Transformator Isolasi

Transformator isolasi adalah transformator yang memiliki jumlah lilitan yang sama antara bagian primer dan bagian sekunder. Fungsi utama dari trafo isolasi adalah membatasi hubungan secara langsung tegangan pada bagian primer dan tegangan pada bagian sekunder tanpa merubah besarnya tegangan dan arus. Penggunaan trafo isolator adalah untuk melindungi perangkat elektronika yang sensitif terhadap adanya over voltage dan distorsi.
trafo isolasi
Gambar 6. Transformator isolasi
Sumber gambar : tokopedia.com


Prinsip Kerja Transformator

Pada prinsipnya sebuah transformator terdiri dari  dari bahan kawat yang terisolasi  yang dililitkan pada bagian primer dan kawat terisolasi yang dililitkan pada bagian sekunder. Kawat kawat tersebut dililitkan pada sebuah inti besi (core) , sehingga pada saat kumparan primer dialiri arus listrik bolak balik, maka akan menghasilkan flug magnetik disekitarnya. Density Flug Magnetik atau kekuatan medan magnit dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang mengalir, semakin besar arus yang mengalir maka akan semakin besar pula medan magnitnya. Fluktuasi medan magnit pada bagian primer akan menginduksi Gaya Gerak Listrik (GGL)  pada kumparan bagian sekunder , sehingga terjadilah pelimpahan daya dari bagian primer ke bagian sekunder. Besarnya tegangan pada bagian sekunder, tergantung dari jumlah lilitannya. 
  1. Trafo step down memiliki jumlah lilitan yang lebih sedikit di bagian sekunder dari pada bagian primer, sehingga tegangan yang dihasilkan pada bagian sekunder lebih rendah dari pada bagian primer.
  2. Trafo step up memiliki jumlah lilitan yang lebih banyak di bagian sekunder dari pada bagian primer, sehingga tegangan yang dihasilkan pada bagian sekunder lebih besar dari pada bagian primer
inti dari sebuah transformator terbuat dari lempengan plat besi yang berlapis lapis. Lapisan lapisan plat ini akan memudahkan jalannya flug magnetik yang ditimbulkan dari adanya aliran arus listrik. Bentuk inti besi ada beberapa macam, yaitu:
  • E-E lamination
  • E-I lamination
  • U-I lamination dan 
  • L-L lamonation

Perhitungan dan Analisis Transformator

Perhitungan dan analisis dari sebuah transformator berkaitan erat dengan jumlah lilitan pada transformator tersebut.Semakin banyak lilitannya maka akan semakin besar tegangannya. Semakin besar penampang kawat lilitan, maka akan berpengaruh pula pada semakin besar arus yang dihasilkan. Transformator dikatakan ideal jika : transformator memiliki energi masuk ke kumparan primer setara dengan energi yang keluar dari kumparan sekunder, dengan demikian tidak ada energi yang terbuang. Transformator ideal memiliki tingkat effisiensi 100%.

Rumus Perhitungan Arus, Tegangan dan Lilitan Transformator


Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya tegangan primer , tegangan sekunder , lilitan primer, lilitan sekunder, arus prmer dan arus sekunder.
Rumus Transformator
Gambar 7 . Rumus Perhitungan Transformator


Keterangan :Vp : Primary Voltage = Tegangan pada Bagian Primer : Volt
  • Vs : secondary Voltage= tegangan pada bagian sekunder: Volt
  • Np : Jumlah lilitan pada bagian Primer
  • Ns : Jumlah Lilitan pada bagian sekunder
  • Ip : Arus pada bagian primer
  • Is : Arus pada bagian sekunder

Contoh perhitungan

Sebuah transformator memiliki arus 10 Ampere pada bagian sekunder kumparan. Transformator ini memiliki 500 lilitan pada bagian primer dan 1000 lilitan pada bagian sekunder. Tentukan arus pada bagian primer, dan termasuk dalam jenis transformator apa?
  • Diketahui : Is = 10 A ; Np = 500  lilit ; Ns = 1000 lilit 
  • Tentukan : Ip ; jenis transformator 
  • Penyelesaian :
  • Ip/Is = Np/Ns
  • Ip/10 = 500/1000
  • Ip = (10 x 1000)/500 = 20 Ampere
Jadi arus pada bagian Primer adalah 20 Ampere. termasuk dalam jenis transformator step up=== lilitan sekunder lebih banyak dari lilitan primer transformator

Rumus Effisiensi transformator

Effisiensi transformator adalah rasio perbandingan daya primer dan daya sekunder. dalam praktiknya, transformator yang ideal jarang ditemui. Pada saat transformator digunakan akan ada energi panas yang menyebabkan energi listrik di bagian primer lebih besar dari energi listrik yang keluar di bagian sekunder. berkurangnya daya listrik pada sebuah transformator sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya effisiensi dari transformator tersebut. Tingkat efisiensi penting untuk diketahui, karena menentukan kualitas dari sebuah transformator. simbol effisiensi adalah Eta

Rumus Effisiensi Transformator

Gambar 7. Rumus Perhitungan Effisiensi Transformator

Keterangan :
  • ษณ : Nilai efisiensi dari trafo
  • Po : Daya output yang dihasilkan transformator
  • Pi : Daya Input dari transformatotr
  • Vs : Tegangan pada bagian sekunder
  • Is : Arus pada bagian sekunder
  • Vp : Tegangan pada bagian primer
  • Ip : Arus pada bagian Primer
  • Ns : Lilitan pada bagian sekunder
  • Np : Lilitan pada bagian primer


Remidial PTS Kelas X