Paper Transformator

Transformator

Ridjal Ramdlani, Jati Fallat,.MT

Jurusan Teknik Elektro FST UIN SGD

Jln. A.H. Nasution 105 Bandung 40614 INDONESIA

Intisari – Transformator 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 elektromagnet. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis, dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer, dan kumparan sekunder. Rasio perubahan tegangan akan tergantung dari rasio jumlah lilitan pada kedua kumparan itu. Biasanya kumparan terbuat dari kawat tembaga yang dibelit seputar “kaki” inti transformator.

Keywords – Induksi elektromagnetik, satu fasa, medan magnet, inti besi, GGL induksi.

I. PENDAHULUAN

      Transformator merupakan alat listrik yang dapat mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lainnya berdasarkan prinsip induksi-elektromagnetik. Untuk memperoleh suatu transformator daya satu fasa yang mempunyai efisiensi yang tinggi diperlukan suatu perancangan. Proses perancangan transformator satu fasa ini dapat dilakukan secara manual, namun untuk cara ini memungkinkan terjadi kesalahan didalam perhitungan. Agar permasalahan diatas dapat dihindari dan untuk mempercepat proses perhitungan maka diperlukan bantuan software dalam proses perhitungan.

II. DASAR TEORI TRANSFORMATOR

      Transformator (trafo) ialah alat listrik/elektronika yang berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder. Pemindahan daya listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan tegangan baik naik maupun turun.

Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (step up transformer) dan trafo penurun tegangan (step down transformer). Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan sekunder, maka dinamakan trafo step up. Tetapi jika tegangan primer lebih besar dari tegangan sekunder, maka dinamakan trafo step down.

Gambar 1. Simbol trafo

      Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan primer dan output yang dinamai gulungan sekunder. Trafo mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti (inti udara).                          

                                                           Primer                                                      Sekunder

Gambar 2. Bagian trafo yang dilalui arus listrik

      Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC), maka gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan magnitnya juga bolak-balik. Medan magnit ini akan menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC). Dimisalkan pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+), maka pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-). Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik, maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik. Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang diberikan pada lilitan sekunder.

      Jadi Pp = Ps atau Up.Ip = Us.Is

Dimana:

Pp = Daya primer dalam watt

Ps = Daya sekunder dalam watt

Up = Tegangan primer dalam volt

Us = Tegangan sekunder dalam volt

Ip  = Arus primer dalam ampere

Is  = Arus sekunder dalam ampere

Contoh:

Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220 V, arus yang mengalir pada lilitan primer 0,2 amper. Jika tegangan sekundernya 12 V. Hitunglah besarnya arus sekunder.

Penyelesaian:

Up.Ip = Us.Is       

220.0,2 = 12. Is   

Is = 44/12             

Is = 3,66 ampere

A. Perbandingan Transformasi

      Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah lilitan sekunder. Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih sedikit dari jumlah lilitan sekunder, sebaliknya untuk trafo stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan sekunder. Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan besarnya tegangan sekunder. Semakin besar tegangannya semakin banyak pula lilitannya. Jadi banyaknya lilitan berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing sisi. Jika lilitan sekunder = Ns dan lilitan primer = Np, maka perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T = Np/Ns. Pada transformator berlaku persamaan: Up/Us = Np/Ns atau T = Up/Us

Contoh:

Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V, tegangan sekundernya 30 V. Jumlah lilitan primernya 1100 lilit. Hitunglah banyaknya lilitan sekundernya.

Penyelesaian:

Up/Us = Np/Ns    220/30 = 1100/Ns    7,33 = 1100/N 

Ns = 1100/7,33    Ns = 150.06 lilit

      Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo, baik untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah. Contoh trafo untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator, trafo frekuensi menengah (IF), trafo spull antena (tuner). Sedangkan trafo yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input, trafo output, trafo filter (choke).

III. PENUTUP

      Dari pembahasan di atas dapat di ambil kesimpulan 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).

REFERENSI

[1]     Tim Penyusun, Mengenal Komponen Elektronika, Modul ELKA-MR.UM.001.A, Garut: SMK Negeri 2 Garut, 2007.