Transformator
Dari Wikipedia bahasa Indonesia,
ensiklopedia bebas
Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf
suatu tegangan AC ke taraf yang lain.
Transformator
step-down
Adaptor AC-DC
merupakan piranti yang menggunakan transformator step-down
Daftar
isi
|
Prinsip kerja
Transformator
bekerja berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik. Tegangan masukan
bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks
magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks
bolak-balik ini menginduksikan GGL
dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer
akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.
Hubungan Primer-Sekunder
Fluks pada
transformator
Rumus untuk
fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer adalah dan rumus untuk
GGL induksi yang terjadi di lilitan sekunder adalah .
Karena kedua
kumparan dihubungkan dengan fluks yang sama, maka dimana dengan menyusun ulang persamaan akan didapat sedemikian
hingga . Dengan kata
lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan oleh
perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder.
Kerugian dalam transformator
Perhitungan
diatas hanya berlaku apabila kopling primer-sekunder sempurna dan tidak ada
kerugian, tetapi dalam praktek terjadi beberapa kerugian yaitu:
- kerugian tembaga. Kerugian dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya.
- Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder.
- Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat memengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding)
- Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah.
- Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.
- Kerugian arus eddy (arus olak). Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapisan.
Efisiensi
Efisiensi
transformator dapat diketahui dengan rumus Karena adanya
kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai
100%. Untuk transformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa mencapai 98%.
Jenis-jenis transformator
lambang
transformator step-up
Transformator
step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak
daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan.
Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik
tegangan yang dihasilkan generator menjadi
tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.
Step-Down
skema
transformator step-down
Transformator
step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer,
sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat
mudah ditemui, terutama dalam adaptor
AC-DC.
Autotransformator
skema
autotransformator
Transformator
jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan
sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan
lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu
berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan
sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator
biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan
kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator
jenis ini tidak dapat memberikan isolasi
secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder.
Selain itu,
autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari
beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).
Autotransformator variabel
skema
autotransformator variabel
Autotransformator
variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang sadapan tengahnya bisa
diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.
Transformator isolasi
Transformator
isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer,
sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa
desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi kerugian.
Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk
penerapan audio, transformator jenis ini telah banyak
digantikan oleh kopling kapasitor.
Transformator pulsa
Transformator
pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran
gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat
jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet
berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika
terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan keluaran saat
inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.
Transformator tiga fase
Transformator
tiga fase sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus
satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan
lilitan sekunder dihubungkan secara delta ().
Tidak ada komentar:
Posting Komentar