Tugas Rumah

Jenis-Jenis Transformer beserta Prinsip Kerja Transformer

Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Algoritma dan Struktur Data

Yang dibina oleh Bapak I Made Wirawan, S.T.,S.S.T

The Learning University

Oleh:

Nani Masrifah (110533406988)

OFFERING A

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA

Februari 2012

Tugas Rumah

Jenis-Jenis Transformer beserta Prinsip Kerja Transformer

A.Pengertian Trafo

Transformer adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi

listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu

gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Transformator atau

transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu

tegangan AC ke taraf yang lain. 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.

Gambar 1-1 Transformasi Energi

Pada transformator terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang diisolasi

(terpisah) secara listrik dan dililitkan pada inti besi lunak. Inti besi lunak dibuat dari pelat

yang berlapis-lapis untuk mengurangi daya yang hilang karena arus pusar. Kumparan primer

dan sekunder dililitkan pada kaki inti besi yang terpisah. Bagian fluks magnetic bocor tampak

bahwa pada pasangan kumparan terdapat fluks magnetic bocor disisi primer dan sekunder.

Secara lebih lengkap bisa dicermati pada gambar 2.[1]

Gambar 2. Bagan fluks magnetic bocor pada pasangan kumparan

Hasil diatas untuk mengurangi fluks magnet bocor pada pasangan kumparan digunakan

pasangan kumparan seperti gambar diatas. Kumparan sekunder dililitkan pada kaki inti besi

yang sama (kaki yang tengah), dengan lilitan kumparan sekunder terletak diatas lilitan

kumparan primer, ditunjukkan pada fluks magnet bocornya, maka dapat dicermati pada

gambar dibawah ini.

Gambar 3. Hubungan primer dan sekunder

Rumus untuk fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer adalah[2]:

δΦ = Є x δt (1)

Dan untuk rumus GGL induksi yang terjadi dililitan sekunder adalah

Є = N δΦ/δt (2)

Karena kedua kumparan dihubungkan dengan fluks yang sama, maka

δΦ/δt = Vp/Np = Vs/Ns (3)

Dimana dengan menyusun ulang persamaan akan didapat

Vp/Np = Vs/Ns (4)

Sedemikian sehingga

Vp.Ip = Vs.Is (5)

Dengan kata lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan

oleh perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder.

B.Jenis-Jenis Transformator

Jenis-jenis transformator adalah sebagai berikut:

1. 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.

Gambar 4. Lambang transformator step-up

2. 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.

Gambar 5. Skema transformator step-down

3. 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).

Gambar 6. Skema transformator

4. Autotransformator Variabel

Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang sadapan

tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang

berubah-ubah.

Gambar 7. Skema Autotransformator Variabel

5. 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.

6. 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.

7. Transformator Tiga Fasa

Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara

khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan

sekunder dihubungkan secara delta (Δ).

C.Prinsip Kerja Transformator

Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan

tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan

pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak

sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang

dihasilkan.[4]

Gambar 8. Bagian-Bagian Transformator

Gambar 9. Lambang Transformator

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut. Ketika Kumparan

primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada

kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah

diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga

pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi

timbal-balik (mutual inductance).[5]

Gambar 10. Skema transformator kumparan primer dan kumparan sekunder terhadap medan magnet

Pada skema transformator diatas, ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada

kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan akan

berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah

polaritasnya.

Gambar 11. Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan

sekunder

Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah

lilitan sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan[6]:

Vp/Vs = Np/Ns (6)

Vp = tegangan primer (volt)

Vs = tegangan sekunder (volt)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder

transformator ada dua jenis yaitu[7]:

1. 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).

2. 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).

Pada transformator (trafo) besarnya tegangan yang dikeluarkan oleh kumparan sekunder

adalah:

1. Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns).

2. Sebanding dengan besarnya tegangan primer ( VS ~ VP).

3. Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer, Vs ~ 1/Np (7)

Sehingga dapat dituliskan:

Vs = Ns/Np x Vp (8)

D.Penggunaan Transformator

Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan

perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan

tegangan 12 volt padahal listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk

mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12 volt.

Contoh alat listrik yang memerlukan transformator adalah: TV, komputer, mesin foto kopi,

gardu listrik dan sebagainya.

Contoh cara menghitung jumlah lilitan sekunder:

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 ?

Penyelesaian:

Diketahui:   Vp = 220 V

                  Vs = 10 V

                  Np = 1100 lilitan

Ditanyakan: Ns = ........... ?

Jawab:

               

Jadi, banyaknya lilitan sekunder adalah 50 lilitan

DAFTAR PUSTAKA

Alvita.2010.Analisis Transformator. (online), (http://www.eltratrafo.net), diakses pada 25

Februari 2012

Gizha.2010. Jenis-Jenis Dan Prinsip Kerja Transformator. (online), (http://zhagitoloh.

blogspot.com/2010/01/jenis-jenis-dan-prinsip-kerja.html), diakses pada 24

Hariadi.2011.Prinsip Kerja Transformator. (online), (Fhttp://Stefanus windarhariadi.

wordpress.com/2011/04/17/240/), diakses pada 24 Februari 2012

Marnata.B.2011.Transformator.(online),(http://www.elektroindonesia.com/elektro/

ener36b.html), diakses pada 24 Februari 2012

Marulitua.2011.Transformer.(online), (http://elektindo.com/jenis-jenis-transformator.html),

diakses pada 25 Februari 2012

Syahrulkoh.2010,Jenis-Jenis Transformator.(online). (http://syahrulkoh. blogspot.com

/2010/05), diakses pada 24 Februari 2012