-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
1/15
Postedbydjukarna
djukarna
Transformator
OKT21
KonstruksiTransformator
Transformatorseringjugadisebuttrafomemilikikonstruksidansimbolsepertipadagambar1berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr14/)Gambar1konstruksidansimboltransformator
Keterangandarigambar1:
N :jumlahlilitanprimer
N :jumlahlilitansekunder
V :teganganprimer
V :tegangansekunder
Sebuahtrafoterdiridarikumparandanintibesi.Biasanyaterdapat2buahkumparanyaitukumparanprimerdankumparansekunder.Keduakumparaninitidakberhubungansecarafisiktetapidihubungkanolehmedanmagnet.Untukmeningkatkaninduksimagnetikantara2
P
S
P
S
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
2/15
kumparanmakaditambahkanintibesisepertipadagambar1.
Intibesipadatrafodibedanyamenjadi2macamyaitu:
1.IntibesitipeShell(ShellCoreTransformator)
2.Intibesitipetertutup(ClosedCoreTransformator)
Keduajenisintibesiinidapatdilihatsepertipadagambar2berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr25/)Gambar2intitrafo
Padatrafodengan intibesiberbentukshell,kumparandikelilingioleh
intibesi.Fluksmagnetikpada inti besi tipe shell akan terbelah dua
(lihat gambar 2). Sementara kumparan primer dankumparan sekunder
digulung bersamaan. Untuk trafo yang memiliki inti besi tipe
tertutup.Tidak ada pembagian flukmagnetik. Kumparan primer dan
kumparan sekunder terpisah dandihubungkandenganintibesi.
Intibesi trafo tidakdibuatberbentukbesi tunggal,
tetapidibuatdaripelatbesiyangberlapis
lapis.Bentuklapisanpelatbesipadaintitrafodapatdilihatsepertipadagambar3berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr35/)Gambar3intibesiberlapispadatrafo
Cara menghubungkan lapisan inti besi juga bermacammacam.
Beberapa cara yang umum
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
3/15
Cara menghubungkan lapisan inti besi juga bermacammacam.
Beberapa cara yang
umumdigunakandapatdilihatsepertipadagambar4berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb4/)Gambar4caramenghubungkanlapisanintibesipadatrafo
Mengapaintibesisebuahtrafoharusdibuatberlapislapis?.
Untukmenjawabpertanyaanini,kitaterlebihdahuluharusmempelajarirugirugiyangterjadipadaintibesi.Rugirugiyangterjadipadaintibesidisebutironlosses(rugirugibesi).Kerugianpadaintibesiterdiridari:
1.Hysterisislosses(rugirugihisterisis)
Kerugianhisterisisdisebabkanolehgesekanmolekulyangmelawanalirangayamagnetdidalamintibesi.Gesekanmolekuldalamintibesiinimenimbulkanpanas.Panasyangtimbulinimenunjukankerugianenergi,karenasebagiankecilenergilistriktidakdipindahkan,tetapidiubahbentukmenjadienergipanas.Panasyangtinggijugadapatmerusaktrafo,sehinggapadatrafotrafotransmisidayalistrikukuranbesar,harusdidinginkandenganmediapendingin.Umumnyadigunakanminyakkhususuntukmendinginkantrafoini.
Sebuahtrafodidesainuntukbekerjapadarentangfrekuensitertentu.Menurunnyafrekuensiaruslistrikdapatmenyebabkanmeningkatnyarugirugihisterisisdanmenurunkankapasitas(VA)trafo.
2.KerugiankarenaEddycurrent(eddycurrentlosses)
KerugiankarenaEddycurrentdisebabkanolehaliransirkulasiarusyangmenginduksilogam.Inidisebabkanolehaliranflukmagnetikdisekitarintibesi.Karenaintibesitrafoterbuatdarikonduktor(umumnyabesilunak),makaarusEddyyangmenginduksiintibesiakansemakinbesar.Eddycurrentdapatmenyebabkankerugiandayapadasebuahtrafokarenapadasaatterjadiinduksiaruslistrikpadaintibesi,makasejumlahenergilistrikakandiubahmenjadipanas.Inimerupakankerugian.
UntukmengurangiarusEddy,makaintibesitrafodibuatberlapislapis,tujuannyauntuk
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
4/15
UntukmengurangiarusEddy,makaintibesitrafodibuatberlapislapis,tujuannyauntukmemecahinduksiarusEddyyangterbentukdidalamintibesi.PerbedaaninduksiarusEddydidalamintibesitunggaldenganintibesiberlapisdapatdilihatpadagambar5berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb6/)Gambar5Intibesiutuhdanintibesiberlapis
3.Rugirugitembaga(copperlosses)
Rugirugiyangketigaadalahrugirugitembaga(copperlosses).Rugirugitembagterjadidikeduakumparan.Kumparanprimeratausekunderdibuatdarigulungankawattembagayangdilapisiolehisolatortipisyangdisebutenamel.Umumnyakumparandibuatdarigulungankawatyangcukuppanjang.Gulungankawatyangpanjanginiakanmeningkatkanhambatandalamkumparan.Padasaattrafodialiriaruslistrikmakahambatankumparaniniakanmengubahsejumlahkecilaruslistrikmenjadipanasyaitusebesar(i
R).SemakinbesarhargaRmakasemakinbesarpulaenergipanasyangtimbuldidalamkumparan.Mutukawatyangbagusdengannilaihambatanjenisyangkecildapatmengurangirugirugitembaga.
Sebuahtrafoyangidealdiasumsikan:
1. Tidakterjadirugirugihysterisis2.
TidakterjadiinduksiarusEddy3.
Hambatandalamkumparan=0,akibatnyatidakadarugirugitembaga
Gulungankawatpadakumparantrafo
Menggulungkawatpadakumparantrafotidakdilakukandengansembarangan,tetapimengikutiaturan
tertentu. Pada trafo fase tunggal, terdapat 2 gulungan kumparan,
yaitu gulungan padakumparan primer yang terhubung langsung ke
sumber arus listrik dan gulungan
kumparansekunderyangterhubunglangsungkebeban.Perbandinganjumlahgulunganantarakumparanprimer
dan kumparan sekunder akanmenentukan jenis trafo, apakah jenis
stepup atau
stepdown.Bilagulungankawatpadakumparanprimerlebihbanyakdibandingkandengangulungankawatpadakumparansekundermakatrafoakanberfungsisebagaipenurunteganganataustep
2
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
5/15
down trafo. Sebaliknya jika gulungan kawat pada kumparan
sekunder lebih banyakdari padagulungankawatpada kumparanprimer,maka
trafo akanberfungsi untukmenaikan teganganataustepuptrafo.
Jenismaterialkawatyangbanyakdigunakanuntukmembuatkumparanadalahkawattembaga.Kawat
tembaga memiliki konduktivitas listrik yang bagus, tetapi memiliki
berat yang besar.Untukmengurangi berat transformator, sering juga
digunakan jenis kawat aluminium. Kawatdengan bahan dasar aluminium
memiliki berat jenis yang kecil, tetapi kawat ini tidak
tahanterhadappanasdankonduktivitasnyamasihlebihkecildibandingkandengantembaga.
Satuhalyangpentingdalammenggulungkumparantrafoadalaharahgulungan(orientasititik).Kumparanprimer
dan kumparan sekunder dapat digulung searah, tetapi dapat
jugadigulungberlawananarah.Hal ini akanberpengaruhke fasa arus
listrik.Apabilakumparanprimerdankumparan sekunderdigulung
searah,maka fasaarus listrikpadakumparanprimerakan
samadenganfasaaruslistrikpadakumparansekunder.Sebaliknyaapabilaarahgulungankumparanprimer
dan sekunder berlawanan arah, maka fasa arus listrik pada kumparan
primer
akanberlawanandenganfasaaruslistrikpadakumparansekunder.Untukjelasnyadapatdilihatpadagambar6berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr55/)Gambar6gulungansearahdangulunganberlawanan
Trafodapatdigunakanuntukmenaikanataumenurunkantegangan.Trafoyangdigunakanuntukmenaikantegangandisebuttrafostepupsedangkantrafoyangdigunakanuntukmenurunkantegangandisebuttrafostepdown.Padatrafostepupteganganpadasisisekunderakanlebihtinggidariteganganpadasisiprimersebaliknyapadatrafostepdowntegangansisisekunderakanlebihrendahdariteganganpadasisiprimer.Selaintrafostepupdantrafostep
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
6/15
downjugaadatrafoimpedansi.Trafoimpedansitidakmenaikanataumenurunkantegangan,tetapidigunakanuntukmenyesuaikanimpedansisuaturangkaianlistrikataudapatjugadigunakansebagaibebandanfilterterhadapmedanmagnet.
Teganganpadasisiprimer(V )dantegangansekunder(V
)ditentukanolehjumlahlilitankawatpadakumparanprimerdansekunder.Perbandinganantaralilitankawatpadakumparanprimer(N
)danlilitankawatpadakumparansekunder(N
)disebutrasiolilitan(n).Sedangkanperbandinganantarateganganprimer(V
)dengantegangansekunder(V
)disebutrasiotegangan.Besarrasiotegangandenganrasiolilitanharussama.Sehinggasecaramatematisdapatditulis:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms1/)
Persamaan1berlakubila fluksmedanmagnetprimerdan fluksmedanmagnet
sekunder
sama.Rasiolilitanmerupakansalahsatufaktorpentingdalammendesaindanmembuattrafo.
Contoh1
Sebuah trafomemiliki jumlah lilitankumparanprimer 1500dan jumlah
lilitanpadakumparansekunder500hitunglahberaparasio lilitan trafo
tersebut.Bilapadasisiprimerdiberi
teganganlistrikAC300V,hitunglahteganganpadasisisekunderbilafluksmagnetprimerdansekundersama.
Jawab
Bilafluksmedanmagnetpadasisiprimerdansekundersama,makaberlaku:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms2/)
Carakerjatransfromator
p s
p sp s
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
7/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr106/)Gambar7fluksmedanmagnetpadaintibesi
Padatrafokumparanprimerdankumparansekundertidakberhubungansamasekali,jadibagaimanadayalistrikdapatberpindahdariprimerkesekunder?.
Penghubung antara kumparan primer dan kumparan sekunder adalah
fluks medan
magnet.KetikakumparanprimerdialiriaruslistrikAC,makapadakumparanprimerakantimbulmedanmagnetdisekelilingnyayangdisebutmutualinduktansi.MutualinduktansiinibekerjamenuruthukumFaradaytentanginduksimagnetpadakawatyangdialiriaruslistrik.Kuatmedanmagnetberubahdarinolhinggamaksimumyangdinyatakandengan
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms4/)
Garisgayamagnetinikeluardarikumparanprimerdandiarahkanolehintibesi.Flukmagnetikiniberputardidalamintibesisepertipadagambar2.FluksmedanmagnetberubahnaikdanturunsesuaidengansumberarusACyangdiberikan.
Besarmedanmagnetyangdiinduksikankeintibesiditentukanolehbesarnyaaruslistrikdanjumlahlilitankumparan.Semakinbesarlilitankumparandansemakinbesararuslistrikyangmengalir,makasemakinbesarjugafluksmedanmagnetyangdiinduksikankeintibesi.
Ketikamedanmagnetinimemotongataumasukkekumparansekunder,makapadakumparansekunderakantimbulgayageraklistrikyangdisebutteganganinduksi.Besarteganganinduksiditentukanmenuruthukumfaradayyaitu:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms3/)
Teganganinduksiinitidakmengubahfrekuensi,sehinggafrekuensipadakumparanprimerakan
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
8/15
Teganganinduksiinitidakmengubahfrekuensi,sehinggafrekuensipadakumparanprimerakansamadenganfrekuensipadakumparansekunder.
Bilakiramempunyaisebuahtrafodengan1lilitantunggalpadakumparanprimerdandemikianjugadengankumparansekunder.Jikategangan1voltdiberikanpadakumparanprimerdandiasumsikantidakadakerugian,aruslistrikyangmengalircukupuntukmembangkitkanfluksmedanmagnetdanmenghasilkanteganganinduksisebesar1voltpada1lilitandikumparansekunder.Iniyangdisebutdenganbesarteganganperlilitan.
Jikaflukmedanmagnetbervariasisebesar=
sint,makahubunganantarainduksiemf,(E)danNdiberikan:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms6/)
TeganganmaksimumjikaCos(wt)=1,atau
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms7/)
Teganganrms(rms=rootmeansquare)adalah:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms8/)
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms9/)
max
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
9/15
PersamaaninidikenaldengannamatransformerEMFequation.UntukkumparanprimermakadigunakanN
danuntukkumparansekunderdigunakanNs.TrafotidakdapatbekerjapadaarusDC,karenaarusDCtidakmenimbulkanflukmedanmagnet.
Contoh2
Sebuahtrafomempunyai480lilitanpadakumparanprimerdan90lilitanpadakumparansekunder.Flukmagnetmaksimumsebesar1,1Teslapadategangan2000Voltdenganfrekuensi50Hz,hitunglah:
1. Fluksmaksimumdiintibesi2. Luaspenampanginti3.
Induksiemfsekunder
Jawab:
Fluksmaksimumdiintibesi
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms10/)Luaspenampanginti
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms11/)Induksiemdsekunder
P
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
10/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms12/)
DayaTransformator
DayatrafodinyatakandalamsatuanVA(VoltAmpere).UntukukuranyanglebihbesardinyatakandalamsatuankVA(kiloVoltampere).Padatrafoyangideal,dayayangdiberikanpadakumparanprimerakanseluruhnyadipindahkankekumparansekundertanparugirugi.Trafoidealtidakmengubahdayayangdiberikan,hanyamengubahtegangan.Trafohanyadapatmenaikkanataumenurunkantegangantetapitidakdapatmenaikandayalistrik.Secaramatematis,dayasebuahtrafodapatdituliskan:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms13/)
Dimana dan adalahfasepadaprimerdansekunder.
Efisiensitransformator
Sebuah trafo tidak membutuhkan bagian yang bergerak untuk
memindahkan energi darikumparan primer ke kumparan sekunder. Ini
berarti tidak ada kerugian karena gesekan atauhambatan udara
seperti yang terdapat pada mesin mesin listrik (contoh motor
listrik
dangenerator).Namundidalamtrafojugaterdapatkerugianyangdisebutrugirugitembaga(copperlosses)
dan rugirugi besi (iron losses). Rugirugi tembaga terdapat pada
kumparan primer dankumparan sekunder, sedangkan rugirugi besi
terdapat dalam inti besi. Rugirugi ini
berupapanasyangdilepaskanakibat terjadinyaEddycurrent.Tetapi
rugirugi ini sangatkecil.Efisiensisebuah trafo dapat dihitung
dengan membandingkan daya yang dikeluarkan di
kumparansekunderdengandayayangdiberikanpadakumparanprimer.
Sebuah trafo ideal akanmemiliki efisiensi sebesar 100%. Artinya
semua daya yang diberikanpada kumparan primer dipindahkan ke
kumparan sekunder tanpa ada kerugian. Sebuah
trafoyangrealmemilikiefisiensidibawah100%danpadasaatbebanpenuh(fullload)
efisiensi trafo
p s
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
11/15
berkisar pada harga 94 96%. Untuk trafo yang bekerja pada
tegangan dan frekuensi
yangkonstan,efisiensitrafodapatmencapai98%.Efisiensitrafodapatdinyatakan:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms14/)
Transformatordenganbanyakkumparan
Padapembahasansebelumnyakitahanyamelihattrafodengan2kumparan,yaitu1kumparanprimerdan1kumparansekunder.Tetapi,trafodapatdibuatdenganbanyakkumparan,baikpadakumparanprimermaupunpadakumparansekunder.Trafodenganbanyakkumparandisebutmultiplewindingtransformer.
Prinsipkerjatrafodenganbanyakkumparansamadengantrafodengan2kumparan.Perhitunganteganganprimer,tegangansekunder,jumlahlilitanprimerdanjumlahlilitansekundersertaarahlilitansamadenganperhitunganpadatrafodengan2kumparan.Halyangperludiperhatikanadalahpolaritasteganganpadakumparan,baikkumparanprimermaupunkumparansekunder.Gambar7menunjukanskematrafodenganbanyakkumparan.
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
12/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb7/)Gambar7skematrafodenganbanyakkumparan
Gambar 7 menunjukan sebuah trafo yang memiliki 2 kumparan primer
dan 3 kumparansekunder.Kumparanprimer trafodapatdihubungkan secara
seri
atauparalel.Apabilahendakdihubungkandenganteganganyanglebihtinggikumparanprimerdapatdihubungkanseri.Bilakumparanprimerdihubungkansecaraparelel,makakumparanprimerdapatdialiriarus
listrikyanglebihbesarlagi.Demikianjugadengankumparansekunder.Biladihubungkansecaraseri,makateganganyangdihasilkanakansemakinbesar,danbiladihubungkansecaraparalel,makaarusyangdihasilkanakansemakinbesar.
Proses menghubungkan 2 kumparan atau lebih, harus diperhatikan
polaritas masing
masingkumparan.Kumparanyangdihubungkanseriatauparalelharusmemilikipolaritasyangsama.Gambar
8 memberikan contoh cara menghubungkan kumparan kumparan primer
dankumparankumparansekunder.
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
13/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb8/)Gambar8contohgabunganbeberapakumparanpadatrafo
Trafocertertap(TrafoCT)
TrafoCTadalahtrafostepdownyangkumparansekundernyamemilikititiktengah(centertap).Trafoinidigunakanuntukmenciptakan2tegangansekunderyangsama.TrafoCTdigunakanuntukmembuatpowersupplybipolar.Gambar9menunjukanskematrafoCT.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb9/)Gambar9skematrafoCT
Gambar10dangambar11menunjukan2macamtrafostepdownyangbanyakdigunakanpadasaatini.Gambar10menunjukanjenistrafoCTdangambar11menunjukanjenistrafoengkel.Trafoengkeladalahsebutanuntuktrafostandaryangmemiliki1kumparanprimerdan1kumparansekunder.
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
14/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/trafoengkelfoto/)
Gambar10contohtrafoengkel
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/fototrafoct/)
Gambar11contohtrafoCT
Catatan:beberapagambardiambildarihttp://www.electronicstutorials.ws/index.html(http://www.electronicstutorials.ws/index.html)
PostedonOktober21,2013,inElektronikaandtaggedstepdown,stepup,trafo,trafoCT,transformator,transformer.Bookmarkthepermalink.2Komentar.
Meninggalkankomentar
About these ads
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/
15/15
Trackbacks1
Comments1
djukarna|Oktober25,2014pukul6:47amdiceklagi,masihadaygsalahgak,kalausalahdiperbaiki,
1. Pingbalik:Transformator|LaTahzan..!
BlogdiWordPress.com.TheMystiqueTheme.
Ikuti
Followdjukarna
BuatsitusdenganWordPress.com