TRANSFORMATOR

Dasar Konversi Energi Elektromagnet

• Melalui medium medan magnet terjadi konversi energi

• Kerja transformator yang berdasarkan induksi-elektromagnetik, menghendaki adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama

.

Transformator

Bagian-bagian Trafo

Lambang Transformator

Dalam bidang Elektronika

• Sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban; untuk memisahkan satu rangkain dari rangkaian yang lain; dan untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan atau mengalirkan arus bolak-balik antara rangkaian.

• Berdasarkan frekuensi, transformator  dapat dikelompokkan sebagai berikut : (1)   frekuensi daya, 50 – 60 c/s; (2)   frekuensi pendengaran, 50 c/s – 20 kc/s; (3)   frekuensi radio, diatas 30 kc/s.

Dalam bidang Tenaga Listrik

• Penggunaan transformator dikelompokkan menjadi :

(1)   transformator daya; (2)   transformator distribusi; (3)   transformator pengukuran,

yang terdiri dari atas transformator arus dan transformator tegangan.

. • Berdasarkan cara melilitkan kumparan

pada inti, dikenal dua macam transformator, yaitu tipe inti dan tipe cangkang.

Prinsip Kerja Transformator (keadaan tanpa beban)

• Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoida, akan mengalirlah arus primer Io yang juga sinusoida dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 90o dari V1 (Gambar 2.3b). Arus primer Io menimbulkan fluks (Φ) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoida.

Φ = Φmaks sin wt

Berdasarkan jumlah lilitan primer-sekunder transformator ada dua jenis yaitu:

• Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).

• Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

Efisiensi Transformator

• Perbandingan antara daya listrik keluaran dengan daya listrik yang masuk pada transformator. Pada transformator ideal efisiensinya 100 %, tetapi pada kenyataannya efisiensi tranformator selalu kurang dari 100 %.hal ini karena sebagian energi terbuang menjadi panas.

• Efisiensi transformator dapat dihitung dengan:

η = 100%in

out

P

P

Transformator Arus• Arus beban yang besar dapat diukur hanya

dengan menggunakan alat ukur (ammeter) yang tidak terlalu besar.

21

21 IN

NI

Trafo arus mempunyai kumparan primer dengan jumlah belitan yang sedikit. Kumparan sekunder terdiri dari sejumlah belitan yang besar.

Trafo ini akan menaikkan tegangan dan menurunkan arus di sekunder.

Jika trafo mempunyai rasio arus primer ke sekunder 100:5,maka trafo akan menaikkan tegangan 20 x dan menurunkan arus 1/20 x dari harga sebenarnya.

Arus saluran =Rasio transformasi x pembacaan alat ukur

Transformator tegangan

Transformator tegangan pada dasarnya merupakan sebuah trafo biasa , tetapi mempunyai rasio transformasi yang sagat teliti.

Rasio tegangan biasanya mengubah teganan tinggi menjadi tegangan rendah yang standar .misalnya pada sebuah instalasi listrik yang

tegangannya 20 kv menjadi 100v tegangan rendah pada sisi sekunder (100 v) dapat dipakai untuk keperluan pengukuran maupun proteksi. Untuk maksud keamanan ,biasa pada sisi sekunder trafo tegangan dihubungkan ke tanah

Gambar . Trafo tegangan

22

11 VN

NV

Dengan adanya trafo arus dan trafo tegangan , maka dapat dilakukan pengukuran daya pada sebuah sistem seperti gambar.

Gambar. Pengukuran daya pada trafo arus dan tegangan

Soal :1. Untuk menyalakan lampu 10 volt dengan tegangan

listrik dari PLN 220 volt digunakan transformator step down. Jika jumlah lilitan primer transformator 1.100 lilitan, berapakah jumlah lilitan pada kumparan sekundernya ?

2. Sebuah transformator step down mempunyai jumlah lilitan primer 1000 dan lilitan sekunder 200, digunakan untuk menyalakan lampu 12 V, 48 W. Tentukan:    a.arus listrik sekunder,    b.arus listrik primer.

3. Daya listrik 2 MW ditransmisikan sampai jarak tertentu melalui kabel berhambatan 0,01 ohm. Hitung daya listrik yang hilang oleh transmisi tersebut, jika:

a. menggunakan tegangan 200 Volt,b. menggunakan tegangan 400 kiloVolt ?

4. Sebuah transformator mempunyai efisiensi 80%. Jika lilitan primer dihubungkan dengan tegangan 200 V dan mengalir kuat arus listrik 5 A, Tentukan:    a. daya primer,    b. daya sekunder

5. Sebuah trafo arus mempunyai rasio 100:5 yang dihubungkan dengan amperemeter pada range 5 A . jika pembacaan alat ukur 3,5 A , hitunglah arus yang mengalir pada saluran,