laporan trafo
DESCRIPTION
laporan trafoTRANSCRIPT
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