prinsip kerja trafo

5/11/2018 prinsip kerja trafo - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-trafo 1/9

JENIS-JENIS DAN PRINSIP KERJA TRANSFORMATOR

Gizha Ardizha Efendi Nasution

Jurusan Teknik Industri, Universitas Gunadarma, Jakarta

Email : [email protected]

Abstraksi: Paper ini berkaitan dengan jenis-jenis transformator. Jenis-jenis

transformator disini menjelaskan step-up, step-down, autotransformator,

autotransformator variabel, transformator isolasi, dan transformator pulsa.

Penggunaan transformator yang digunakan untuk pengiriman tenaga listrik yang

terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang diisolasi (terpisah)

secara listrik dan lilitan pada inti besi lunak. Arus induksi pada transformator

mengalir melalui rangkaian sekunder ketika saklar pada rangkaian primer ditutup

atau dibuka. Prinsip kerja pada transformator, apabila kumparan primer

dihubungkan dengan tegangan (sumber), maka akan mengalir arus bolak-balik

pada kumparan tersebut. Oleh karena itu kumparan mempunyai inti, arus yangmenimbulkan fluks magnet yang juga berubah-ubah, akibatnya pada kumparan

primer akan timbul GGL induksi ep.

Kata Kunci : transformator, jenis-jenis transformator, prinsip kerja transformator

I. Pendahuluan

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah

energy listrik satu atau lebih rangkaian listrik satu atau lebih rangkaian listrik ke

rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gendeng magnet berdasarkan prinsip

induksi-elektromagnet. Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah

tegangan bolak balik (ac) dari suatu nilai tertentu ke nilai yang kita inginkan terdiri

dari kumparan primer dan sekunder.



Gambar 1. Transformator

Perkembangan dan penerapan system transformator pada perumahan, perkantoran

maupun pada kendaran yaitu mobil dewasa ini mengalami peningkatan yang pesat.

Buktinya adalah banyak industry, perkantoran maupun kendaran dilengkapi dengan

penggunaan transformator yang bertujuan untuk mengetahui informasi dan dapat

menambah pengetahuan.

System pesawat telepon yang paling sederhana memiliki komponen utama yaituISDN EXCHANGE, ISDN PRA, ISDN BRA, ISDN PHONE, ISDN PBX dan ISDN DATA

TERMINAL.

II. Jenis-jenis Transformator

Berkaitan dengan topic yang dikaji yakni kegunaan transformator adalah alat untuk

mengubah tegangan arus bolak balik menjadi lebih tinggi atau rendah.

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]

http://3.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4BUxr7H_I/AAAAAAAAACw/YzYqd3er8LE/s1600-h/662px-Transformer-hightolow_smaller.jpg



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 adalahЄ = 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)

http://3.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4CQXc1GdI/AAAAAAAAADA/675qsd4NGJ0/s1600-h/250px-Transformator_scheme_ru.svg.png

http://4.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4B0cv2isI/AAAAAAAAAC4/f-Ho_-YEx1c/s1600-h/Transformer_flux.gif



Dengan kata lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder

ditentukan oleh perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder.

Jenis-jenis transformator adalah [3]:

1. Step-Up

Gambar 4. Lambang 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.

2. Step-down

Gambar 5. Skema transformator step-down

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitanprimer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini

sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

3. Autotransformator

Gambar 6. Skema transformator

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

http://1.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4FcJasdAI/AAAAAAAAADY/aCInniWSMKs/s1600-h/25px-Autotransformer.svg.png

http://1.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4FNKfg0sI/AAAAAAAAADQ/UQJI0ugHJhE/s1600-h/50px-Transformer_Step-down_Iron_Core.svg.png

http://3.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4E-tKwgbI/AAAAAAAAADI/caglp1IqUqE/s1600-h/50px-Transformer_Step-up_Iron_Core.svg.png



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).

4. Autotransformator Variabel

Gambar 7. Skema Autotransformator Variabel

Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang

sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-

sekunder yang berubah-ubah.

5. Transformator Isolasi

Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitanprimer, 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 yangcepat 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

http://2.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4F7rQjIJI/AAAAAAAAADg/Nf_WlRUJRvw/s1600-h/250px-Tapped_autotransformer.svg.png



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).

III. Prinsip Kerja TransformatorKomponen Transformator (trafo)

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]

http://3.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4HBgyAlPI/AAAAAAAAADw/J-5tRbNoYB8/s1600-h/hal_2b.jpg

http://1.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4GyBlg6fI/AAAAAAAAADo/lGTxWgNOxyo/s1600-h/hal_2.jpg



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

Simbol Transformator

http://2.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4Hxg83XEI/AAAAAAAAAEA/JFHd_bIlLKo/s1600-h/hal_5.jpg

http://3.bp.blogspot.com/_iP6sj9A0n48/Sz4HSi2w_nI/AAAAAAAAAD4/bJ5donwiu7E/s1600-h/hal_4.jpg



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)

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.

[8]

IV. Kesimpulan

Kesimpulan dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa energy dipindahkan

dari kumparan primer ke kumparan sekunder oleh magnetisasi dalam inti.

NOTASI

Vı tegangan primer (ggl induksi

V2 tegangan sekunder (ggl induksi)

Nı jumlah lilitan primer

N2 jumlah lilitan sekunder



V. Referensi

[2, 3] wiki. Rumus yang digunakan, dan Jenis-jenis transformator. Wikipedia;

Jakarta.

Rumus yang digunakan yaitu fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer. Jenis-

jenis transformator adalah step-up, step-down, autotransformator,

autotransformator variabel, transformator isolasi, transformator pulsa, dan

transformator tiga fasa.

[4, 5, 7, 8] edukasi.net. Prinsip kerja transformator, dan Penggunaan transformator.

Edukasi.net; Jakarta.

Prinsip kerja transformator adalah kumparan primer yang dihubungkan dengan

sumber tegangan bolak-balik, sehingga terjadi perubahan arus listrik padakumparan primer yang menimbulkan medan magnet berubah. Penggunaan

transformator pada kehidupan sehari-hari adalah transformator yang dapat

mengubah tegangan listrik bolak-balik yang dari 220volt menjadi 120volt.

[1, 6] Kanginan, Marthen. Fisika 2B, Erlangga; Jakarta, 1994.

Kegunaan transformator adalah suatu alat yang berguna untuk mengubah

tegangan arus bolak balik menjadi lebih tinggi atau rendah. Transformator terdiri

dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang diisolasi (terpisah) secara

listrik. Mejelaskanp persamaan hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan

primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder.

Documents

prinsip kerja trafo