TRANSFORMATOR

Dosen Pengampu :R. Suryoto Edy Raharjo., S.T., M.Eng.

Oleh :Danang Henri Wibowo

1310502011S-1 Teknik Mesin

UNIVERSITAS TIDAR

TRANSFORMATOR• Pengertian Transformator• Prinsip Kerja Transformator• Jenis Transformator• Karakteristik Transformator• Kerugian Transformator• Paralel Transformator• Daftar Pustaka

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.

Pengertian Transformator

Gambar 1. Bentuk Transformator Gambar 2. Transformasi Energi

Simbol Transformator

Gambar 3. Simbol Transformator 1 Fasa

Gambar 4. Simbol Transformator 3 Fasa

Prinsip kerja suatu transformator adalah induksi antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam bentuk yang sederhana, transformator terdiri dari dua buah kumparan yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu alur induksi. Kedua kumparan tersebut mempunyai mutual induction yang tinggi. Jika salah satu kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik timbul di dalam inti besi yang dihubungkan dengan kumparan yang lain menyebabkan atau menimbulkan ggl induksi (sesuai dengan induksi elektromagnet) dari hukum faraday.

Prinsip Transformator

Gambar 5. Rangkaian Transformator

Berdasarkan hukum Faraday yang menyatakan magnitude dari electromotive force (emf) proporsional terhadap perubahan fluks terhubung dan hukum Lenz yang menyatakan arah dari emf berlawanan dengan arah fluks sebagai reaksi perlawanan dari perubahan fluks tersebut.

Lanjutan Prinsip Transformator

Gambar 6. Grafik Arus, Tegangan, Dan Fluks Yang Terjadi

Jenis Transformator

1. Trafo Radio2. Trafo Pengukuran3. Trafo Tenaga

Lanjutan Jenis Transformator

1. Trafo Radio adalah trafo yang biasa digunakan pada rangkaian radio dan televisi dengan tegangan input 220v/110v dan tegangan output 48v – 24v step down. Dimensi pada trafo ini sangat kecil dan efisiensi rendah.

Lanjutan Jenis Transformator

2. Trafo Pengukuran adalah Current transformer dan Potential transformer.Current transformer mengukur aliran listrik dan memberikan masukan untuk kekuasaan transformer dan instrumen. Current transformer baik menghasilkan arus bolakbalik atau tegangan bolak-balik yang sebanding dengan arus yang diukur.Potential transformer dirancang untuk memberikan seakurat tegangan rasio stepdown. Untuk membantu dalam regulasi tegangan yang tepat, beban seminimal mungkin: voltmeter dibuat untuk memiliki impedansi masukan yang tinggi sehingga menarik sedikit arus dari PT .

Lanjutan Jenis Transformator

3. Trafo ini biasanya digunakan pada pemakaian daya dari jumah tangga, sampai pembangkit, transmisi dan distribusi tenaga listrik.

Konstruksi Transformator

Gambar di bawah ini memperlihatkan bentuk fisik transformator, dimana tegangan masukan (V1), berbentuk sinusioda dihubungkan pada gulungan primer (N1). Arus masukan (I1) mengakibatkan aliran fluk (ф) pada gulungan (N1) maupun gulungan (N2). Fluk pada gulungan sekunder (N2) menyebabkan aliran arus (I2) dan tegangan (V2).

Gambar 7. Bentuk Fisik Transformator

Karakteristik Transformator

1. Keadaan Transformator Tanpa Beban2. Keadaan Berbeban

Gambar 8. Keadaan Transformator Tanpa Beban

Gambar 9. Keadaan Transformator Berbeban

Rugi-Rugi Transformator

1. Rugi Arus Pusar2. Rugi Hysterisis3. Rugi Tembaga

Lanjutan Rugi-Rugi Transformator1. Rugi Arus Pusar

Arus pusar adalah arus yang mengalir pada material inti karena tegangan yang diinduksi oleh fluks. Arah pergerakan arus pusar adalah 90 derajat terhadap arah fluks seperti terlihat pada gambar.

Gambar 10. Arus Pusar yang Berputar Pada Material Inti

Lanjutan Rugi-Rugi Transformator1. Rugi Arus Pusar

Dengan adanya resistansi dari material inti maka arus pusar dapat menimbulkan panas sehingga mempengaruhi sifat fisik material inti tersebut bahkan hingga membuat transformer terbakar. Untuk mengurangi efek arus pusar maka material inti harus dibuat tipis dan dilaminasi sehingga dapat disusun hingga sesuai tebal yang diperlukan.

Lanjutan Rugi-Rugi Transformator2. Rugi Hysterisis

Rugi Hysterisis terjadi karena respon yang lambat dari material inti. Hal ini terjadi karena masih adanya medan magnetik residu yang bekerja pada material, jadi saat arus eksitasi bernilai 0, fluks tidak serta merta berubah menjadi 0 namun perlahan-lahan menuju 0. Sebelum fluks mencapai nilai 0 arus sudah mulai mengalir kembali atau dengan kata lain arus sudah bernilai tidak sama dengan 0 sehingga akan membangkitkan fluks kembali.

Lanjutan Rugi-Rugi Transformator2. Rugi Hysterisis

Grafik hysterisis dapat dilihat pada Gambar

Gambar 11. Grafik Hysterisis Iex Terhadap Ф

Lanjutan Rugi-Rugi Transformator2. Rugi Hysterisis

Rugi Hysterisis ini memperbesar arus eksitasi karena medan magnetik residu mempunyai arah yang berlawanan dengan medan magnet yang dihasilkan oleh arus eksitasi. Untuk mengurangi rugi ini, material inti dibuat dari besi lunak yang umum digunakan adalah besi silikon.

Lanjutan Rugi-Rugi Transformator3. Rugi Tembaga

Rugi tembaga adalah rugi yang dihasilkan oleh konduktor/tembaga yang digunakan sebagai bahan pembuat kumparan. Rugi ini diakibatkan oleh adanya resistansi bahan.

Paralel TransformatorSyarat Memparalel Transformator (Trafo) - Memperalel dua buah atau lebih trafo dapat dilakukan apabila parameter rasio trafo, persen impedansi dan rasio perbandingan X/R pada trafo - trafo tersebut adalah sama. Memparalel trafo yang salah satu parameter diatas tidak terpenuhi dapat menimbulkan arus sirkulasi antar trafo dan pembagian pembebanan trafo tidak sesuai dengan yang diinginkan. Sehingga situasi tersebut akan menyebabkan turunnya efisiensi trafo serta menurunkan kemampuan trafo dalam melayani beban.

Lanjutan Paralel TransformatorPenjelasan terkait tidak dapatnya diparalel transformator yang salah satu parameternya tidak sama, adalah sbb :1. Pembagian arus untuk masing - masing transformator, dengan

total beban yang sama dengan total kapasitas seluruh trafo yang diparalel, maka salah satu trafo akan mengalami kelebihan beban (overload)

2. Arus sirkulasi antar trafo akan naik 10% dari arus pada saat kapasitas penuh

3. Gabungan antara arus sirkulasi masing-masing trafo serta arus pada saat beban penuh akan melebihi kapasitas arus pada saat beban penuh pada setiap trafo tersebut.

Lanjutan Paralel TransformatorArus sirkulasi (circulaitng current) merupakan arus yang mengalir pada saat transformator tidak dibebani, sedangkan arus beban penuh (full load current) merupakan arus yang mengalir pada saat transformator terhubung kebeban (load).

http://elektronika-dasar.web.id/definisi-konstruksi-dan-prinsip-kerja-transformator/http://teknik-ketenagalistrikan.blogspot.co.id/2013/05/karakteristik-transformator-trafo.htmlhttp://teknikelektronika.com/pengertian-transformator-prinsip-kerja-trafo/http://direktorilistrik.blogspot.co.id/2012/10/syarat-memparalel-transformator-trafo.html

Daftar Pustaka

SEKIAN DAN TERIMAKASIH