Transformator / Trafo

Transformator atau Trafo adalah komponen pasif yang dibuat dari kumparan-kumparan kawat laminasi, trafo memiliki kumparan primer dan kumparan sekunder. Perbandingan jumlah lilitan serta diameter kawat pada kumparan kumparan primer dan sekunder akan mempengaruhi perbandingan besarnya arus dan tegangan.

Prinsip kerja trafo menggunakan asas induksi resonansi antar kumparan primer dan sekunder. Apabila pada kumparan primer di aliri arus AC maka akan timbul medan magnit yang berubah-ubah fluktansinya, akibatnya kumparan sekunder yang berada pada daerah medan magnit akan membangkitkan gaya gerak listrik (GGL) atau tegangan induksi. Hal ini apabila tegangan primer di putus maka akan hilang tegangan sekundernya.

Apabila tegangan sekunder lebih besar dari tegangan primernya, maka Transformator tersebut berfungsi sebagai penaik tegangan (Step up), akan tetapi apabila tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan primernya maka Transformator berfungsi sebagai penurun tegangan (Step down)

Ada kalanya dibutuhkan kondisi tegangan primer sama besar dengan tegangan sekunder, hal ini Transformator berfungsi sebagai penyesuai ”Matching”

1.I dentifikasi Jenis-jenis Transformator

Identifikasi Jenis –jenis Transformator, dilihat dari pemakaiannya digolongkan ke dalam 3 jenis:

a) Transformator inti udara dipakai pada rangkaian frekuensi tinggi.

b) Transformator inti ferit dipakai pada rangkaian frekuensi menengah

c) Transformator inti Besi dipakai pada rangkaian frekuensi rendah.

- Trafo Inti Udara

Trafo inti Udara, banyak dipakai  sebagai alat Interface   Rangkaian  matching  Impedansi dalam rangkaian Elektronik Frekuensi Tinggi.

Simbol Trafo Inti Udara

- Trafo Inti Ferit

Trafo Inti Ferit banyak dipakai sebagai alat Interface Rangkaian Matching Impedansi dalam rangkaian Elektronik Frekuensi menengah.

Simbol Trafo Inti Ferit

Trafo Inti Ferit

- Trafo Inti Besi

Trafo inti Besi, banyak dipakai sebagai alat Interface, Step Up, Step Down Rangkaian matching Impedansi, Matching Voltage dalam rangkaian Elektronik Frekuensi rendah.

Simbol Trafo Inti Besi

Trafo Inti Besi (IT 191 - OT 240)

2. Laminasi kawat dan Inti Trafo dari bahan tidak pejal dan Beban Trafo

a) Transformator Beban Resistor

Trafo beban R

P = Primer

S = Sekunder

Vp = Tegangan primer

Vs = Tegangan Sekunder

Ip = Arus primer

Is = Arus sekunder

Zp = Imedansi Primer

BEBERAPA CONTOH TRAFO INTI BESI

Trafo Stepdown

Keterangan, sebelum ada beban maka apabila Primer Trafo diberi tegangan sebesar Vp maka idealnya Ip = 0 (tidak ada arus primer). Akibat kerugian-kerugian arus pusar (eddy Current) di inti trafo, pada peristiwa terjadinya resonansi antara lilitan primer dan lilitan sekunder trafo menyebabkan arus kecil mengalir pada primer trafo meskipun belum ada beban sekunder. Karena dalam lilitan kawat primer dan sekunder sama-sama di lilit dalam sebuah selongsong (koker), maka perlu diberi laminasi agar tidak terjadi hubung singkat/Short Circuit. Laminasi yang tipis dan kurang kuat bisa menyebabkan terjadinya hubung singkat antar lilitan, timbul panas berlebih dan trafo rusak. Untuk memperkecil panas yang timbul akibat arus pusar maka inti trafo dibuat dari plat besi tipis-tipis/berlapis berbentuk huruf E dan I saling berhadapan berbalik, tidak dari besi pejal hal ini untuk membuat trafo mendekati ideal. Pembolak-balikan Induksi dalam inti ini menyebabkan terjadinya kerugian histerisis, disamping ada kerugian thermal/panas akibat arus pusar.

Trafo sebagai Konversi Step Up dan Step Down:

Vs = Vp.Ns/Np

a) Bila VS < VP maka Trafo berfungsi sebagai Step Down.

b) Bila VS > VP Trafo sebagai Step Up

Ip  :  Is = Vs : Vp

Is  = Vp.Ip/Vs

               

Perbandingan Transformasi P : S, maka apabila diketahui perbandingan Transformasi P : S =  5 : 1 maka apabila diketahui arus primer sebesar 200 mA besarnya arus sekunder = 5 . 200 mA = 1.000 mA = 1 A.

Atau dapat ditulis Perbandingan Transformasi = 1 :  n

Kerugian-kerugian tembaga = I^2 p . Zp + I^2 s . Zs

Impedansi Input      Zi  = ( RB / n^2)

b) Transformator Beban Capasitor

Trafo Beban C

Pada beban Capasitor maka besarnya Impedansi input dapat di hitung dengan rumus: 

Zi = Xc/n^2

Xc = 1/2 x 3,14 x f x c

Transformasi yang terjadi pada beban Kapasitif, merupakan kebalikan dengan apa yang terjadi pada Resistor.

c) Transformator beban Induktor

Trafo Beban L

Pada beban Induktor maka besarnya Impedansi input dapat di hitung dengan rumus

Zi = XL/n^2

XL = 2 x 2,14 x f x Lb                                                         

Transformasi yang terjadi pada beban Induktor, sama yang terjadi dengan apa yang terjadi pada Resistor, Induksi diri di transfer dengan cara yang sama.

Source: MODUL. ELKA-MR.UM.002.A