2.Transformator Siap Jadi Bunbdel

TRANSFORMATOR TRAFO HUBUNG SINGKAT DAN

BEBAN NOL

I. TUJUAN PERCOBAAN

Mempelajari prinsip kerja transformator dan karakteristiknya.

Mengetahui rangkaian ekivalen transformator pada beban nol dan

hubung singkat.

II. TEORI PERCOBAAN

Transformator adalah alat untuk memindahkan daya listrik untuk

memindahkan daya listrik bolak-balik dengan mempergunakan kopling

secara magnetis.

Keterangan :

V1 = Tegangan jepit primer

V2 = Tegangan jepit sekunderHuruf besar adalah nilai efektif

E1 = ggl primer Huruf kecil adalah nilai sesaat

E2 = ggl sekunder

N = Jumlah lilitan

Φ = Fluksi

MODUL TRANSFORMATOR 1

Kumparan primer dihubung tegangan sumber V1 yang berbentuk sinus v1 = v1 sin

ωt. Karena V1 ini mengalir arus dan dapat menimbulkan GGL E1 di kumparan

primer yang berbentuk sinus juga. Fluksi Φ juga bebentuk sinus terbelakang dari

v1 tetapi mendahului 900 dari E1, sehingga Φ = Φ cos ωt.

Menurut Hukum Faraday secara umum : e = -N Volt

Maka pada kumparan primer : el = -N

GGL kumparan ini akan maksimum bila sin ωt = 1 jadi e1maks = e1 = N1 Φ ω =

N1 Φ2πf.

Nilai efektif =

Jadi Volt

Dengan perhitungan yang sama pada kumparan sekunder didapat :

E2 = 4,44 N2 fΦ Volt.

Sedangkan perbandingannya :

- Rangkaian trafo ekivalen pada beban nol :


Keterangan :

V1 = Tegangan jepit pada keadaan beban nol.

I1 = I0 = Arus beban nol

Ic = Arus rugi-rugi inti

Ij = Arus magnetisasi

Rc = Tahanan karena adanya rugi – rugi inti

Xm = Reaktansi yang menimbulkan fluksi utama

Pada keadaan beban nol arus yang mengalir pada kumparan primer sama

dengan arus beban nol, sedangkan arus yang mengalir pada kumparan sekunder

sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Arus yang mengalir sangat kecil

disebabkan oleh rangkaian yang terbuka, dengan demikian daya yang masuk pada

keadaan beban nol hanya cukup untuk mengatasi rugi – rugi.

Rugi – rugi beban nol : Po =

- Rangkaian ekivalen trafo hubung singkat :

Keterangan :

V1 = Tegangan jepit pada kumparan

I = Arus yang mengalir pada rangkaian hubung singkat

Re = Tahanan ekivalen pada keadaan hubung singkat

Xe = Reaktansi ekivalen pada keadaan hubung singkat.


Pada keadaan hubung singkat arus yang mengalir pada rangkaian

magnetisasi sangat kecil jika dibnadingkan rangkaian utama, sehingga arus yang

mengalir pada magnetisasi dapat diabaikan.

Rugi – rugi hubung singkat (Phs) : Phs = I2.Re

III. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

o Wattmeter tiga fasa............................. 1 buah

o Ampermeter AC.................................. 2 buah

o Voltmeter AC...................................... 2 buah

IV. LANGKAH PERCOBAAN

Percobaan Beban Nol

Prosedur percobaan

1. Membuat rangkaian percobaan seperti gambar.

2. Saklar dalam keadaan terbuka.

3. Menyalakan pengatur tegangan dimulai dari tegangan nol.

4. Menaikan secara bertahap dan mencatat V1,V2, A dan W1 pada setiap

harga tegangan.

5. Membuka saklar S.


Percobaan Hubung Singkat

Prosedur percobaan

1. Membuat rangkaian percobaan seperti gambar di atas.

2. Saklar dalam keadaan terbuka

3. Menyalakan pengtur tegangan dimulai dari tegangan nol

4. Menaikan secara bertahap dan mencatat V1, A1, A2, dan W1 pada setiap harga

tegangan

5. Membuka saklar S


V. DATA PERCOBAAN

Percobaan beban nol

V1 (Volt) V2 (Volt) A (mA) W1 (Watt)

5 0 0 1,25

10 2,5 0,56 1,25

20 4,5 0,84 1,25

35 7,5 0,14 2,25

65 27,5 0,18 2,5

Percobaan Hubung Singkat

V1 (Volt) A1 (Ampere) A2 (Ampere) W1 (Watt)

1,8 5 1,5 8,75

2,8 10 2,4 17,5

3,27 10 3,1 25

3,6 10 3,4 30

4,2 10,5 4,2 45


VI. PENGOLAHAN DATA

1. Trafo Hubungan Singkat dan Beban Nol

Rumus yang digunakan:

Rc =

Ic =

Im =

Xm =

Pi = V1.I1

Rugi-Rugi Total:

=

=

= 1 -

Perhitungan :

V1 = 5 Volt

Rc = 52 / 1,25 = 20 Ohm

Ic = 5 / 20 = 0,25 Ampere

Im = = j0,25 Ampere

Xm = 5 / j0,25 = -j20 Ohm

Pout = 5.0 = 0 watt

η = x 100% = 0 %


V1 = 10 Volt

Rc = 102 / 1,25 = 80 Ohm

Ic = 10 / 80 = 0,125 A

Im = = j0,13 Ampere

Xm = 10/j0,13 = -j76,9 Ohm

Pout = 10 (0,56 x 10-3 )= 5,6 x 10-3 Watt

η = x 100% = 0,5 %

V1 = 20 Volt

Rc = 202 / 1,25 = 320 Ohm

Ic = 20 / 320 = 0,063 A

Im = = j0,063 Ampere

Xm = 20/j0,063 = -j317,46 Ohm

Pout = 20 (0,84 x 10-3 )= 16,8 x 10-3 Watt

η = x 100% = 1,33 %

V1 = 35 Volt

Rc = 352 / 2,25 = 544,4 Ohm

Ic = 35 / 544,4 = 0,064 A


Xm = 35/j0,064 = -j544,5 Ohm

Pout = 35 (0,14 x 10-3 )= 4,9 x 10-3 Watt

η = x 100% = 0,217 %


V1 = 35 Volt

Rc = 652 / 2,5 = 1690 Ohm

Ic = 65 / 1690 = 0,039 A


Xm = 65/j0,039 = -j1690,4 Ohm

Pout = 65 (0,81 x 10-3 )= 52,65 x 10-3 Watt

η = x 100% = 2,06 %

2. Percobaan Hubungan Singkat


Rek =

Zek =

Xek =

Perhitungan:

Phs = 8,75 Watt

Rek = 8,75 / 52 = 0,35 Watt

Zek = 1,8 / 5 = 0,36 Ohm

Xek = = 0,084 Ohm

Phs = 17,5 Watt

Rek = 17,5 / 102 = 0,175 Watt

Zek = 2,8 / 10 = 0,28 Ohm

Xek = = 0,219 Ohm


Phs = 25 Watt

Rek = 25 / 102 = 0,25 Watt

Zek = 3,27 / 10 = 0,327 Ohm

Xek = = 0,211 Ohm

Phs = 30 Watt

Rek = 30 / 102 = 0,3 Watt

Zek = 3,6 / 10 = 0,36 Ohm

Xek = = 0,2 Ohm

Phs = 45 Watt

Rek = 45 / 10,52 = 0,4 Watt

Zek = 4,2 / 10,5 = 0,4 Ohm

Xek = = 0 Ohm

VII. TUGAS AKHIR DAN PERTANYAAN

A. Beban nol

1. tentukan harga Rc dan Xm!


2. Gambarkan ekivalen trafo dengan konstannya!

Hubung Singkat

1. Tentukan Rc dan Xm

2. Gambarkan ekivalen trafo dengan konstannya!

B. Hitung Rugi-Rugi Total dan Efisiensi trafo!

Jawaban

A. Beban Nol

1. Ada pada pengolahan data.

2.

Keterangan :

V1 = tegangan jepit pada keadaan beban nol

I1 = I0 = Arus beban nol

Ic = Arus rugi-rugi inti

Ij = Arus magnetisasi

Rc = Tahanan karena adanya rugi – rugi inti

Xm = Reaktansi yang menimbulkan fluksi utama

B. Hubung Singkat

1. Ada pada pengolahan data

2.


Keterangan :

V1 = Tegangan jepit pada kumparan

I = Arus yang mengalir pada rangkaian hubung singkat

Re = Tahanan ekivalen pada keadaan hubung singkat

Xe = Reaktansi ekivalen pada keadaan hubung singkat.


BAB VIII. ANALISA PERCOBAAN

Hubungan antara Io (Arus beban nol), Ic (arus rugi) dan Iφ (arus

magnetisasi adalah :

I02 = Ic2 + Iφ2

Karena Ic dan Iφ berbeda fasanya 900


PEMBEBANAN TRAFO 3 FASA

I. TUJUAN PERCOBAAN

Mengenal hubungan pembebanan trafo baik : hubung bintang (Y) maupun

delta (∆)

Mengetahui jenis – jenis pembebanan R : L : C

Mengetahui grafik hubungan dari besaran – besaran yang diukur.

II. TEORI PENDAHULUAN

Transformator 3 fasa terdiri dari 3 pasang belitan dengan tiap pasang

belitan bekerja pada fasa tertentu. Dalam membentuk sistem tegangan 3 fasa,

ketiga pasang belitan tersebut, masing – masing untuk sisi primer dan sekunder,

dapat saling berhubungan dalam hubungan delta (∆) atau bintang (Y).

Gambar di bawah ini memperlihatkan sistem tenaga listrik yang ada dalam

(sumber) transformator daya ∆ / Y dan sistem tenaga listrik 3 fasa yang dihasilkan

(keluaran).

a. Sistem tegangan listrik 3 fasa 4 kawat 220 / 127 Volt

220 V = tegangan antar fasa

127 V = tegangan fasa netral

b. Transformator daya 3 fasa, Y / ∆, 220 – 127 V / 380 Volt

380 V = tegangan antar fasa kawat netral tidak ada


Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan

mengubah energi listrik dari satu atau lebih dari rangkaian listrik ke rangkaian

listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi

elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik dalam tenaga listrik

maupun elektronika.

Penggunannya dalam sistem tenaga memungkinkan dipilihnya tegangan

yang sesuai dan ekonomis untuk tiap – tiap keperluan misalnya kebutuhan akan

tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Dalam bidang tenaga listrik transformator dikelompokan sebagai berikut :

1. Transformator daya

2. Transformator distribusi

3. Transformator pengukuran : Yang terdiri dari transformator arus dan

transformator tegangan.

Kerja transformator yang berdasarkan induksi elektromagnet menghendaki

adanya gandengan magnet antara primer dan sekunder.

Transformator 3 fasa digunakan pertimbangan ekonomis, pemakaian inti

pada transformator 3 fasa akan jauh lebih sedikit dibandingkan dengan pemakaian

tigah88 buah transformator fasa tunggal. Setiap sisi primer atau sisi sekunder dari

transformator tiga fasa dapat dihubungkan menurut tiga cara, yaitu :

1. Hubungan Bintang

dr

Arus tansformator 3 fasa dengan kumparan yang dihubungkan secara

bintang yaitu : IA ; IB ; dan IC masing – masing berbeda fasa 1200.


Untuk beban yang seimbang :

IN = IA + IB + IC = 0

VAB + VAN + VBN = VAN – VBN

VBC = VBN – VCN

VCA = VCN – VAN

Dari gambar diatas diketahui bahwa untuk hubungan bintang berlaku

hubungan:

VAB = . VAN

VL = . Vp ...................... (1)

IL = Ip ...................... (2)

W (Y) = 3.Vp = 3. ( ) . IL = . ........ (3)

2. Hubungan Delta (∆)

Tegangan transformator 3 fasa dengan kumparan yang dihubungkan secara

delta, yaitu :

VAB + VBC + VCA = 0

Untuk beban yang seimbang :

IA = IAB – ICA

IB = IBC – IAB

IC = ICA – IBC


Dari vektor diagram diatas diketahui arus IA (arus jala-jala) adalah 3 x

IAB (arus fasa). Tegangan jala – jala dalam hubungan delta sama dengan

tegangan fasanya.

W (∆) = Vp . Ip = 3 . VL . ( =

III. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

1. Transformator 3 fasa.................................1 buah

2. Rangkaian panel beban............................1 unit

3. Voltmeter AC.............................................1 buah

4. Wattmeter 3 fasa.......................................1 buah

5. Amperemeter AC......................................1 buah

6. Jumper......................................................secukupnya

IV. LANGKAH PERCOBAAN

1. Membuat rangkaian pengawatan seperti pada gambar 1 pada meja

papan.

2. Melaporkan rangkaian percobaan yang telah dibuat ke asisten,

tegangan supply hanya boleh dipasang pada rangkaian bila telah

disetujui asisten

3. Meng-ON-kan MCB

4. Memindahkan posisi saklar handel (HS 1) ke 0 ke 1, selanjutnya saklar

handel (HS 2) dari posisi 0 ke 1.

5. Mencatat penunjukan dari masing – masing parameter yang diukur

yaitu : Wattmeter ; Voltmeter dan Amperemeter


V. DATA PERCOBAAN

Percobaan beban hubung Y

No WM (Watt) VM (Volt) I AM (Ampere) Cos φ

1 112,5 120 6

Percobaan beban hubung Δ

No WM (Watt) VM (Volt) I AM (Ampere) Cos φ

1 262,5 120 17,5

2 225 205 15

VI. PENGOLAHAN DATA


Cos φ =

P3ǿ = V.I. Cos φ = V.I (asumsi Cos φ = 1)

Perhitungan:

Hubungan Bintang

300 Watt

Cos φ = 112,5/(120 x 6) = 0,16

P3ǿ = 120 x 6 = 720 Watt

Hubungan Delta

300 Watt

Cos φ = 262,5/(120 x 17,5) = 0,125

P3ǿ = 120 x 17,5 = 2100 Watt


600 Watt

Cos φ = 225/(205 x 15) = 0,017

P3ǿ = 205 x 15 = 3075 Watt

VII. TUGAS AKHIR DAN PERTANYAAN

1. Hitung Cos φ untuk masing-masing beban!

2. Buat Grafik hubungan antara: -Tegangan

- Daya dan Arus

- Cos φ dan Arus

3. hitung daya dari data percobaan saudara dan bandingkan dengan data

pengukuran yang diperoleh!

4. mengapa pada percobaan huibung bintang nyala lampu akan redup

dibandingkan dengan dihubung delta. Jelaskan analisa saudara!

5. buat kesimpulan mengenai hasil data percobaan saudara!

Jawaban :


2.


MODUL TRANSFORMATOR

V

I

V = I RV~I

Tegangan vs Arus

I

P

P = V I cos φP ~ IV~I

Daya vs Arus

I

Cos φ

Cos φ vs arus

Cos φ =

20


3. Ada pada Analisa.

5. Ada pada Kesimpulan

VIII. ANALISA PERCOBAAN

Pada percobaan hubungan bintang nyala lampu lebih redup karena

tegangan pada beban berbeda dengan tegangan pada line. Sehingga nyala lebih

redup sedangkan pada hubungan delta nyala lampu lebih terang karena tegangan

pada beban sama dengan tegangan line.

Persamaan :

Hub bintang :

VAB = VAN VAN = tegangan beban dari A ke N

VAB = tegangan line dari A ke B

Hub delta :

VAB = Va

Efisiensi trafo menunjukkan kualitas dan kuantitas dari trafo makin besar efisiensi

trafo makin optimal kinerjanya.


IX. KESIMPULAN

Pada beban nol rugi-rugi daya dihasilkan oleh arus rugi

Pada keadaan beban nol arus yang mengalir pada kumparan primer sama

dengan arus beban nol, sedangkan arus yang mengalir pada kumparan

sekunder sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Arus yang mengalir

sangat kecil disebabkan oleh rangkaian yang terbuka, dengan demikian

daya yang masuk pada keadaan beban nol hanya cukup untuk mengatasi

rugi – rugi. Pada keadaan hubung singkat arus yang mengalir pada

rangkaian magnetisasi sangat kecil jika dibnadingkan rangkaian utama,

sehingga arus yang mengalir pada magnetisasi dapat diabaikan.

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan

mengubah energi listrik dari satu atau lebih dari rangkaian listrik ke

rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan

berdasarkan prinsip induksi – elektromagnet.

VAB = . VAN

VL = . Vp ......................(1)

IL = Ip..............................(2)

VAB = VAN

VL = Vp

IL = IP


MODUL TRANSFORMATOR

QC VAR

P (Watt)

S (VA)

Phasor Daya

Phasor hub Y

VCN

VCA

VBN

VAC

VAN

VBC

IB ICA

IC

IAB

IA

Phasor hub Δ

23

DAFTAR PUSTAKA

B.L. Theraja, Electrical Tehcnology

Zoehl, Dasar Teknik Elektro


2.Transformator Siap Jadi Bunbdel

Documents