TRANSFORMATOR
Definisi :
Suatu alat listrik yang dapat memindahkan
energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik (sisi primer) ke rangkaian listrik yang lain (Sisi Sekunder)
Fungsi :
1. Untuk sistem tenaga listrik 2. Penyesuaian tegangan
3. Memisahkan rangkaian satu dan rangkaian lainnya.
4. Pemberian tenaga pada alat tertentu.
Klasifikasi:
1. Transformator tenaga,
untuk menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit ke jaringan tegangan menengah atau tegangan tinggi.2. Transformator Distribusi,
untukmenyalurkan tenaga listrik dari jaringan
tegangan menengah ke jaringan tegangan rendah atau ke konsumen.
3. Transformator Pemisah,
digunakan untuk memisahkan antara satu rangkaian dengan rangkaian yang lain.4. Transformator Pengukuran,
dipakai pada instrumen-instrumen pengukuran.5. Transformator Istimewa. penyaluran
tenaga listrik pada peralatan tertentu.
Konstruksi Transformator:
1. Inti Besi
Inti Besi dari transformator adalah berfungsi sebagai
rangkaian magnitnya.berdasarkan jalannya fluks magnit pada inti dapat dibedakan menjadi:
Tipe Core (Inti)
Tipe Shell (Cangkang)
2. Kawat Tembaga
Kawat tembaga adalah belitan atau kumparan dari trafo, baik lilitan primer maupun lilitan sekunder.
3. Isolasi
Kawat belitan (kawat tembaga) diberi isolasi, biasanya terdiri dari bahan email, katun lak, vernis.
Pendinginan Transformator:
Pendinginan pada transformator dapat dibedakan menjadi 3 golongan:
1. Golongan N
Transformator didinginkan dengan pendinginan yang sewajarnya atau natural,
Pendinginan dibedakan:
1) L.N. Transformator udara 2) O.N. Transformator minyak
3) O.A.N Transformator minyak dengan pendinginan yang dipasang tersendiri yang didinginkan oleh tarikan udara sewajarnya.
2. Golongan W
Transformator dengan Pendinginan air.
3. Golongan F, transformator dgn pendinginan udara yang dipaksakan.
Prinsip Analisa Transformator
Trafo dianggap tidak ada kerugian besi (eddy Current + Hysterisis) dan atara arus I dan fluks Ø sefase.
Trafo dianggap tidak ada kejenuhan besi dan dianggap Arus I sebanding dengan fluks Ø.
Hambatan-hambatan (Ω) dalam kumparan diabaikan.
Tidak ada kebocoran fluxi, semua fluks dibangkitkan
oleh arus primer dan mengalir di dalam inti besi dan fluxi ini dilingkungi oleh belitan primer dan sekunder.
Semua tegangan dan arus dari trafo dianggap Sinusoida Murni.
DASAR KERJA TRANSFORMATOR
Apabila kumparan primer dari transformator dialiri tegangan bolak-balik atau kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan AC maka akan mengalir arus Io
yang berbentuk sinusoida. Dimana Io ini akan
menimbulkan fluks dan fluks ini menimbulkan tegangan induksi (tegangan lawan).
dØ = Perubahan fluks
N = Jumlah lilitan dari kumparan dt = Perubahan dari waktu
(-) = Menunjukkan tegangan induksi yang melawan penyebabnya
Primer Sekunder
dt e d
1 1
dt
e d
2 2
Perbandingn transformator e1 : e2 : N1 : N2
Menurut Hukum Maxwell II :
Rugi-rugi dari kumparan diabaikan, maka :
dt
e d
1 1
dt
Fd d
1
1
1
E
V
dt
e d
2 2
1
1
E
V
iR
TRANSFORMATOR TANPA BEBAN
Apabila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoida, maka akan mengalir arus primer I0 yang juga sinusoida dan tegangan belitan N1 dianggap reaktif murni, I0 akan tertinggal 900 dari sumber tegangan V1
E2 I0
Arus I0 akan menimbulkan fluks (Ø) yang sefasa dan berbentuk sinusoida Ø = Ø maks Sin ωt
E1
Fluks yang sinusoida akan menghasilkan tegangan induksi e1 (Hukum Faraday) :
Harga Efektifnya:
Pada rangkaian sekunder, fluks (Ø) bersama tadi menimbulkan:
) 90
( cos
) sin 1 (
1
0 1
1 1
dari tertinggal
t N
dt
t N d
e
dt N d e
maks maks
maks N f maks
f
E N
1 1
1 4,44
2
2
t N
e
dt N d
e
maks
cos 2
2
2 2
Harga Efektifnya:
Dengan mengabaikan rugi tahanan dan fluks bocor, maka:
Dalam hal ini tegangan induksi E1 mempunyai besaran yang sama tetapi berlawanan arah dengan tegangan sumber V1
2 1 2
1
2 2 4,44
E E N
N
sehingga
f N
E maks
2 1 2
1 2
1
E E V
V N
N
