Elektronika: Mengenal Transformator

Transformator merupakan peralatan elektromagnetik yang merubah energi listrik dari satu tingkat tegangan ke tingkat tegangan lain. Hal ini dilakukan dengan perantaraan suatu medan magnet. Transformator terdiri atas dua kumparan yang digulung pada satu inti feromagnet. Kumparan-kumparan itu pada umumnya tidak berhubungan secara elektrik, melainkan secara magnetik melalui suatu fluks magnet yang berada dalam inti feromagnet.

Kumparan yang berhubungan dengan sumber energi listrik disebut kumparan primer yang memiliki sejumlah N₁ belitan dan kumparan yang dihubungkan ke beban disebut kumparan sekunder sejumlah N₂ belitan, bila terdapat kumparan ketiga maka disebut kumparan tersier.

Gambar 3. Transformator dengan Dua Belitan N₁ Dan N

TRANSFORMATOR SATU FASA

Transformator satu fasa adalah transformator yang bekerja pada sistem satu fasa. Jika pada bagian primer dipasang tegangan bolak-balik, maka arus listrik akan mengalir pada kumparan tersebut. Arus menimbulkan fluksi bersama (mutual flux) sehingga terinduksi pada kumparan primer dan kumparan sekunder. Pada kumparan primer ggl sifatnya melawan tegangan yang dipasang sehingga juga disebut ggl lawan.

E₁ = N₁

E₂ = N₂

Jika fluksi yang mengalir sebesar

maka

E₁ = N₁

E₁(rms) = 4,44 N₁ f

(1)

E₂(rms) = 4,44 N₂ f

(2)

Perbandingan Transformasi Tegangan (K)

Dari persamaan 1 dan 2 dapat dituliskan hubungan tegangan primer dan sekunder:

Bilangan tetap K ini disebut dengan perbandingan transformasi tegangan. Jika N₁ > N₂ maka K > 1 sehingga transformator tersebut dinamakan transformator Step-Up,. Jika N₁ < N₂ maka K < 1 sehingga transformator tersebut dinamakan transformator Step-Down, yang berfungsi untuk menurunkan tegangan.

Untuk transformator ideal,

Masukan = keluaran

V₁I₁ = V₂I₂

atau :

Jadi, perbandingan arus berbanding terbalik dengan perbandingan transformator.

Rugi dan Efisiensi Transformator.

Dalam keadaan berbeban fluksi neto yang lewat melalui inti hampir saja pada keadaan tak berbeban dan perlu diingat bahwa fluks untuk berbagai beban adalah sama.

Jadi:

N₂ I₂ = N₁I₂^’

I₂^’ =

Gambar 4. Transformator dengan Beban

I₂^’ berlawan arah dengan I₂.

I₂arus induksi yang pada sekunder berimpit dengan E₂, I₂^’ arus induksi yang akan timbul kembali pada primer berimpit dengan V₁. Dan kalau I₂ lagging atau leading terhadap E₂, maka I₂^’ juga terbelakang atau leading terrhadap V₁.

Jumlah arus yang bekerja pada primer adalah I₁ = I₂^’ + I₀.

Rugi-rugi dalam transformator:

(1) Rugi inti atau besi:

(2) Rugi termbaga (Cu)

Rugi adalah diakibatkan oleh tahanan “ohmic “ dari belitan trafo.

Rugi Cu total =

(R₀₁ = total tahanan ekivalen trafo diukur dari sisi primer)

(R₀₂ = total tahanan ekivalen trafo dari sisi skunder)

Rugi ini dapat diperoleh dari test hubung singkat.

Efisiensi transformator:

Effisiensi:

Effisiensi dapat diperoleh denagn pengukuran pada ujung keluaran transformator:

Keluaran, masukan dari rugi-rugi dinyatakan dalam watt, kw dan satuan daya yang lainnya. Perlu diingat bahwa dalam penggunanan rumus-rumus diatas satuan masukan atau keluaran dan rugi rugi harus sama.

TRANSFORMATOR TIGA FASA

Transformator tiga fasa merupakan transformator yang berfasa tiga, dan dengan sendirinya memerlukan tiga kumparan dalam satu inti, yang masing masing dihubungkan dengan suatu cara tertentu. Transformator tiga fasa juga dapat disusun dari tiga buah trafo satu fasa yang dirangkai menurut hubungan tertentu. Pada umumnya dikenal cara menghubungkan kumparan kumparan itu yaitu dalam hubungan bintang, segitiga atau delta, dan zig-zag.