Dokumen tersebut merangkum pengertian, komponen, prinsip kerja, jenis, karakteristik, kerugian, dan paralel transformator. Transformator adalah alat yang dapat mengubah tegangan listrik dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Ia terdiri dari kumparan primer dan sekunder yang dililitkan pada inti besi lunak. Transformator dapat menaikkan atau menurunkan tegangan tergantung jumlah lilitannya. Ada ber
1. Dosen Pengampu : Bapak Suryoto Edi Raharjo, S.T., M.Eng.
Nama : Lukman Sukmana Nugraha
NIM : 1310502003
Jurusan : S1 Teknik Mesin
UNIVERSITAS TIDAR MAGELANG
Oleh :
2. PENDAHULUAN
Kita mungkin pernah dihadapkan oleh persoalan
tegangan listrik. Ketika akan menghidupkan radio yang
memerlukan tegangan 6 V atau 12 V, padahal tegangan listrik
di Indonesia yang disediakan PLN 220 V. Bahkan generator
pembangkit listrik di PLN dapat menghasilkan tegangan listrik
yang sangat tinggi mencapai puluhan ribu volt, tetapi sampai di
rumah penduduk tegangan listrik menjadi 220V. Bagaimanakah
cara mengubah tegangan listrik?
3. PENGERTIAN
Transformator (trafo) adalah suatu
alat yang dapat memindahkan dan
mengubah energy listrik satu atau lebih
rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang
lain, melalui suatu gandeng magnet
berdasarkan prinsip induksi
elektromagnet. Transformator adalah alat
untuk mengkonversikan listrik AC dari
level tegangan atau arus tertentu ke level
yang lain tanpa mengubah frekuensinya.
Simbol Transformator
4. KOMPONEN
Transformator terdiri dari
pasangan kumparan primer dan
sekunder yang diisolasi (terpisah)
secara listrik dan dililitkan pada
inti besi lunak. Kumparan pertama
(primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua
(sekunder) yang bertindak sebagai output. Inti besi lunak dibuat
dari pelat yang berlapis-lapis untuk mengurangi daya yang
hilang karena arus pusar.
5.
6.
7. PRINSIP KERJA
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik. Ketika kumparan primer dialiri arus AC
(bolak-balik) maka akan menimbulkan medan magnet atau fluks
magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks
Magnet) tersebut dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang
dialirinya. Semakin besar arus listriknya semakin besar pula
medan magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang terjadi di
sekitar kumparan primer akan menginduksi gaya gerak listrik
dalam kumparan sekunder dan akan terjadi pelimpahan daya
dari kumparan primer ke kumparan sekunder.
8.
9. JENIS DAN KARAKTERISTIK
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.
10. 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.
11. Autotransformator
Transformator ini 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.
12. Autotransformator Variabel
Autotransformator variabel
sebenarnya adalah autotransformator
biasa yang sadapan tengahnya bisa
diubah-ubah, memberikan perbandingan
lilitan primer-sekunder yang berubah-
ubah.
13. 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.
14. 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.
15. 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).
16. RUGI - RUGI
Kerugian Tembaga
Kerugian I²R 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.
17. 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).
18. 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.
19. 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
dikurangi 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.
20. Kerugian Arus Eddy
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.
21. PARALEL TRANSFORMATOR
Menggabungkan trafo secara paralel dapat digunakan
untuk mendapatkan penambahan suplai arus. 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.
22.
23. Penyebab tidak dapat diparalel transformator yang salah satu
parameternya tidak sama, adalah :
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)
Arus sirkulasi antar trafo akan naik 10% dari arus pada saat
kapasitas penuh.
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.