Post on 15-May-2023
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
PRAKTIKUM II
BAHAN MAGNETIK PENYUSUN INTI TRANSFORMATOR
1. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk menyelidiki pentingnya susunan inti terhadap
efisiensi transformator.
2. JENIS PERCOBAAN
2.1. Daya primer dan skunder rangkaian
transformator berinti besi
2.2. Daya primer dan sekunder rangkaian
transformator berinit laminasi
3. ALAT DAN BAHAN
Modul magnetic dan elektomagnetic principles 61-400
Magnetic platform rig
Pemisah inti magnet
Transformer clamb bar
Kumparan
Inti U dilaminasi (rugi – rugi besar)
Multimeter digital
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
4. DASAR TEORI
Transformator /Transformer/ Trafo adalah suatu
peralatan listrik yang termasuk kedalam klasifikasi
mesin listrik statis dan berfungsi untuk menyalurkan
tenaga/ daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan
rendah atau sebaliknya, dengan frekuensi sama. Dalam
pengoperasiannya, transformator – transformator tenaga
pada umumnya ditanahkan pada titik netral, sesuai
dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan atau proteksi.
Transformator sebagai mesin listrik yang berfungsi
untuk menaikkan atau menurunkan tegangan memiliki rugi-
rugi daya
.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Transformator step-Down Transformator
Variabel (Step-up&Step-Down)
Prinsip Kerja Transformator
Transformator terdiri dari dua gulungan kawat yang
terpisah satu sama lain, yang dibelitkan pada inti yang
sama. Daya listrik dipisahkan dari kumparan primer ke
kumparan sekunder dengan perantara garis gaya magnet
(fluks magnet), yang dibagkitkan oleh aliran listrik
yang mengalir melalui kumparan primer.
Untuk dapat membangkitkan tegangan listrik pada
kumparan sekunder, fluks magnet yang dibangkitkan oleh
kumparan primer harus berubah-ubah. Untuk memenuhi hal
ini, aliran listrik yang mengalir ,melalui kumparan
primer haruslah aliran listrik bolak-balik.
Saat kumparan primer dihubungka ke sumber listrik
AC, pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet
bersama yang bolak-balik juga. Dengan adanya gaya gerak
magnet ini, di sekitar kumparan primer timbul fluks
magnet bersama yang juga bolak-balik. Adanya fluks
magnet bersama ini pada ujung-ujung kumparan sekunder
timbul gaya gerak listrik induksi sekunder yang mungkin
sama, lebih tinggi, atau lebih rendah dari gaya gerakFAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
listrik primer. Hal ini tergantung pada perbandingan
transformasi kumparan transformator tersebut.
Jika kumparan sekunder dihubungkan ke beban, maka
pada kumparan sekunder timbul arus listrik bolak-balik
sekunder akibat adanya gaya gerak magnet pada listrik
induksi sekunder. Hal ini mengakibatkan timbulnya gaya
gerak magnet pada kumparan sekunder dan akibatnya pada
beban timbul tegangan sekunder.
Konstruksi Bagian-bagian Transformator
1. Inti besi
Inti besi merupakan bahan ferro magnet berfungsi
untuk melipatgandakan nilai atau mempermudah jalan
fluksi yang ditimbulkan olej arus listrik yang
dialirkan melalui kumparan. Inti besi juga berfungsi
meghantarkan dan mengarahkan arus magnet (fluksi),
sehingga hamper seluruh fluksi yang dibangkitkan
kumparan primer menerobos kumparan sekunder sehingga di
kumparan sekunder terinduksi GGL yang selanjutnya
memasok energi listrik ke beban. Namun, inti besi juga
memberikan efek negative pada operasi ternsformator,
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
yaitu menyebabkan timbulnya rugi-rugi energi yang
disebut rugi-rugi besi yaitu:
Rugi-rugi arus pusar, rugi-rugi ini timbul akibat
fluksi bolak-balik menerobos inti besi sehingga
timbul arus pusar yang mengalir di dalam inti besi
tersebut sehingga mengakibatkan timbulnya panas.
Rugi-rugi histerisis, rugi-rugi ini juga
menimbulkan panas pada inti besi tersebut. Nilai
rugi histerisis proporsional dengan luas lengkung
kemagnetan inti besi tersebut.
2. Kumparan Transformator
Kumparan atau lilitan adalah media tempat
mengalirnya arus yang besarnya disesuaikan dengan
kebutuhan. Kumparan menggunakan kawat tembaga yang
dilapisi isolasi email, penggunaannya harus
mempertimbangkan daya hantar arus yang tinggi,
kemampuan menahan panas, dan tekanan elektromagnetis
akibat pmbebanan yang berlebihan dan sebagainya.
Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer, dan
kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti
besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi
padat seperti karton, pertinak dan lain-lain.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
3. Bushing
Bushing adalah sebuah konduktor yang diselubugi oleh
isolator yang berfungsi untuk menghubungkan kumparan
transformator ke jaringa luar, selain itu juga
berfungsi sebagai penyekat antara konduktor dengan
tangki transformator.
4. Tangki Transformator
Tangki transformator merupakan bagian untuk
menempatkan perlengkapan transformator seperti:
bushing, inti besi, kumpran (primer dan sekunder),
minyak transformator, tap changer, dan sebagainya.
Bentuk tangki transformator bermacam-macam sesuai
produk mereknya, misalnya: bentuknya kotak (segi
empat), dan oval. Dari berbagai bentuk ada yang
menggunakan sirip-sirip dan ada pula yang tidak
menggunakan sirip-sirip. Hal tersebut, diperhitungkan
sesuai fungsinya untuk memperlebar area penyerapan
panas dari kumparan, dan inti yang disalurkan melalui
minyak trafo yang selanjutnya dibuang melalui udara di
sekitarnya.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Daya pada Transformator
Pada transformator ideal, daya primer sama dengan
daya sekunder. Secara otomatis dituliskan sebagai
berikut.
P1 = P2
I1V1 = I2V2
Dimana P1 adalah daya primer, P2 daya sekunder, I1
arus primer, I2 arus sekunder, V1 tegangan primer dan
V2 tegangan sekunder.
Pada kenyataannya P1 < P2 atau I1V1 < I2V2. Ini
dikarenakan terdapat rugi-rugi. Rugi-rugi ini dapat
berupa rugi akibat resistansi lilitan kumparan dan juga
rugi-rugi inti.
P1 = P2 + Rugi-rugi
Dimana Rugi-rugi = Rugi kawat + rugi inti
Rugi inti dapat berupa rugi histerisis dan juga
rugi akibat arus Eddy (arus putar). Pada gambar 3.1
menunjukkan histerisis pada bahan feromagnetik. Kurva
tiap-tiap bahan berbeda menunjukkan cirri khas masing-
masing bahan.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Gambar 2.1. Kurva histerisis
Bahan inti dari transformator sangat menentukan
efisiensi daya dari transformator tersebut. Untuk itu
perlu dipelajari sifat-sifat bahan magnet agar sesuai
dengan kebutuhan yang kita inginkan.
5. PROSEDUR PERCOBAAN
Percobaan 2.1
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Gambar 2.2 Rangkaian pengujian percobaan 2.1
Gambar 2.3 Diagram pemasangan percobaan 2.1
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Pertanyaan 1 Sebutkan pengertian Transformator (beserta
contoh dan penjelasannya) dan jelaskan prinsip dasar
suatu transformator!
Pertanyaan 2 Mengapa transformator harus menggunakan sumber
tegangan AC? Coba jelaskan menurut pendapat saudara.
Pertanyaan 3 Sebutkan dan jelaskan kehilangan – kehilangan
pada transformator yang mempengaruhi tingkat efisiensinya
!
Pertanyaan 4 Apakah yang dimaksud dengan Autodan trafo dan
jelaskan cara kerjanya?
Pengujian Rugi Inti Besar
1. Setting circuit breaker pada posisi ON (1)
2. Tekan dan lepaskan tombol “power” pada panel depan.
Lampu indicator hijau pada tombol seharusnya menyala.
3. Sesuaikan resistor variable 100 ohm untuk memberikan
rangkaian primer 0,4 A pada multimeter A1.
4. Pada wattmeter, amati pembacaan daya primer (lihat
cara menggunakan wattmeter pada halaman 3-3-4) dan
masukan ke dalam contoh table 3-3-1 (bagian table
hasil).
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
5. Pada mutimeter A2, amati arus sekunder dan masukkan
pada table 3-3-3
6. Setting circuit breaker ke posisi OFF (0)
7. Tekan dan lepaskan tombol “power”. Lampu indikator
padam
Pengujian rugi Inti Rendah
1. Pada transformator test rig, longgarkan kedua
thumbscrew yang melindungi pemisah pengapit dan
pindahkan logan inti U dengan dua inti U terlaminasi
(berdasarkan percobaan 2 untuk detail susunan).
Pindahkan pemisah pengapit dan mankan dengan
thumbscrew.
2. Setting circuit breaker ke posisi ON (1)
3. Tekan dan lepaskan tombol “power”. Indikator hijau
seharusnya menyala.
4. Sesuaikan resistor variable 100 ohm untuk memberikan
rangkaian primer 0,4 A pada multimeter A1.
5. Pada wattmeter, amati pembacaan daya primer (lihat
cara menggunkan wattmeter pada halaman 3-8-4) dan
masukkan ke dalam contoh table 3-3-2 ( bagian table
hasil).
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
6. Pada mutimeter A2, amati arus sekunder dan masukkan
pada table 3-3-2
7. Setting circuit breaker pada posisi Off (1)
8. Tekan dan lepaskan tombol “power”. Lampu indicator
padam.
Percobaan 2.2 Daya Sekunder Rangkaian Trafo
Pada modul 61-400 susun test rig transformator
mrnggunkan logam inti U seperti dalam percobaan 2. Buat
hubungan seperti ditunjukkan dalam gamabr 3-3-5
(rangkaian uji) dan gambar 3-3-6 ( diagram potongan).
Gambar 2.4. Rangkaian pengujian percobaan 2.2
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Gambar 2.5. Percobaan 2.2 Diagram Pemasangan
percobaan 2.2
Pertanyaan 5 Berapakah sudut fas diantara i1 (t) dan (t)
pada sebuah transformator ideal? Mengapa demikian coba
jelaskan?
Pertanyaan 6 Pada Transformator kita mempelajari beberapa
hokum, seperti hokum Faraday, hokum Lenz, dan lain –
lain. Coba anda sebutkan hokum – hokum apa saja yang
mempelajari tentang transformator, dan jelaskan maksud
dari hokum – hokum tersebut yang berhubungan dengan
transformator?
Pertanyaan 7 Rugi –rugi pada transformator salah satunya
dipengaruhi oleh arus pusar (Eddy Current). Apa yang anda
ketahui dengan arus pusar dan bagaimana cara mengurangi
efek arus pusar tersebut? Coba jelaskan
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Pertanyaan 8 Kenapa transformator sering bergetar atau
beresonansi?
Pengujian Rugi Inti Besar
1. Setting circuit breaker pada posisi ON (1)
2. Tekan dan lepaskan tombol “power” pada panel depan.
Lampu indikator hijau pada tombol seharusnya menyala.
3. Sesuaikan resistor variable 100 ohm untuk memberikan
rangkaian primer 0,4 A pada multimeter A1.
4. Pada wattmeter , amati pembacaan daya primer (lihat
cara menggunakan wattmeter pada halaman 3-3-4) dan
masukkan ke dalam contoh table 3-3-3 (bagian table
hasil)
5. Pada multimeter A2, amati arus sekunder dan masukkan
pada atbel 3-3-3
6. Setting circuit breaker ke posisi off (0)
7. Tekan dan lepaskan tombol “power”. Lampu indikator
padam
Pengujian Rugi Inti Rendah
1. Pada transformator test rig, longgarkan kedua
thumbscrew yang melindungi pemisah pengapit danFAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
pindahkan logam inti U dengan dua inti U terlaminasi
(berdasarkan percobaan 2 untuk detail susunan).
Pindahkan pemisah pengapit dan amankan dengan
thumbscrew.
2. Setting circuit breaker ke posisi ON (1)
3. Tekan dan lepaskan tombol “power”. Indikator hijau
seharusnya menyala.
4. Sesuaikan resistor variable 100 ohm untuk memberikan
rangakian primer 0,4 A pada multimeter A1.
5. Pada wattmeter, amati pembacaan daya primer (lihat
cara menggunakan wattmeter pada halaman 3-3-4) dan
masukkan ke dalam contoh table 3-3-4 ( bagian table
hasil).
6. Pada mutimeter A2, amati arus sekunder dan masukkan
pada table 3-3-4
7. Setting circuit breaker pada posisi off (1)
8. Tekan dan lepaskan tombol “power”. Lampu indikator
padam
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
..............................................................
..............................................................
........................ .....................................
..............................................................
................................................. ............
..............................................................
..............................................................
............ .................................................
..............................................................
..................................... ........................
..............................................................
..............................................................
..............................................................
..............................................................
........................ .....................................
..............................................................
................................................. ............
..............................................................
..............................................................
............ .................................................
..............................................................
..................................... ........................
..............................................................
..............................................................
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
..............................................................
..............................................................
........................ .....................................
..............................................................
................................................. ............
..............................................................
..............................................................
............ .................................................
..............................................................
..................................... ........................
..............................................................
..............................................................
..............................................................
..............................................................
........................ .....................................
..............................................................
................................................. ............
..............................................................
..............................................................
............ .................................................
..............................................................
..................................... ........................
..............................................................
..............................................................
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
..............................................................
..............................................................
........................ .....................................
..............................................................
................................................. ............
..............................................................
..............................................................
............ .................................................
..............................................................
..................................... ........................
..............................................................
..............................................................
..............................................................
..............................................................
........................ .....................................
..............................................................
.................................................
Transformator merupakan suatu alat listrik yang
mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke
tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan
berdasarkan prinsip-prinsip induksi-elektromagnet.
Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan
primer dan kumparan sekunder.
Penggunaan transformator yang sederhana dan handal
memungkinkan dipilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis
untuk tiap-tiap keperluan serta merupakan salah satu
sebab penting bahwa arus bolak-balik sangat banyak
dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga
listrik.
Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum
Ampere dan hukum Faraday, yaitu: arus listrik dapat
menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet
dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu
kumparan pada transformator diberi arus bolak-balik maka
jumlah garis gaya magnet berubah-ubah. Akibatnya pada
sisi primer terjadi induksi. Sisi sekunder menerima garis
gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya berubah-ubah
pula. Maka di sisi sekunder juga timbul induksi,
akibatnya antara dua ujung terdapat beda tegangan.
Suatu transformator terdiri atas beberapa bagian yang
terbagi atas bagian utama, bagian peralatan bantu dan
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
bagian peralatan proteksi. Berikut merupakan bagian-
bagian tersebut beserta fungsinya masing-masing :
A. Bagian Utama
a) inti besi
berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.
Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang
berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi
besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”.
b) kumparan trafo
Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu
kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti
besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi padat
seperti karton, pertinax dan lain-lain. Umumnya pada
trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila
kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yang
menginduksikan tegangan, bila pada rangkaian sekunder
ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus pada
kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi
tegangan dan arus.
c) kumparan tertier
Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan
tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan
tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta.
Kumparan tertier sering dipergunakan juga untuk
penyambungan peralatan bantu seperti kondensator
synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun
demikian tidak semua trafo daya mempunyai kumparan
tertier.
d) minyak trafo
Sebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya
direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga
yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai
sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan
bersifat pula sebagai isolasi (daya tegangan tembus
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan
isolasi.
e) bushing
Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui
sebuah busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi
oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat
antara konduktor tersebut denga tangki trafo.
f) tangki dan konservator
Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam
minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk
menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan
konservator.
B. Bagian Peralatan Bantu
a) pendingin
Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas
akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas
tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan,
akan merusak isolasi di dalam trafo, maka untuk
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut trafo
perlu dilengkapi dengan sistem pendingin untuk
menyalurkan panas keluar trafo.
b) tap changer
Tap Changer adalah perubah perbandingan transformator
untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yang
diinginkan dari tegangan jaringan/primer yang berubah-
ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan
berbeban (on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off
load), tergantung jenisnya.
c) alat pernapasan
Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu
udara luar, maka suhu minyakpun akan berubah-ubah
mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi,
minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan
minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu
minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk
ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan
trafo. Permukaan minyak trafo akan selalu bersinggungan
dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
minyak trafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada
ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi
kristal zat hygroskopis.
d) Indikator
Untuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu
adanya indikator pada trafo sebagai berikut:
• indikator suhu minyak
• indikator permukaan minyak
• indikator sistem pendingin
• indikator kedudukan tap
• dan sebagainya.
Dikutip dari : Yodipurnama. 2009. Transformator,
(http://referensi--elektro.blogspot.co.id/2009/05/abstrak
-dewasa-ini-indonesia-sedang.html Diakses pada tanggal
14 September 2015 di Palembang).
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Transformator atau yang biasa kita kenal dengan trafo
adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk
menaikkan atau menurunkan tegangan listrik arus bolak-
balik(AC). Transformator juga digunakan untuk merubah
dari voltase satu ke voltase lain. Transformator berperan
dalam menyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan
tinggi ketegangan yang rendah atau sebaliknya, namun
dengan frekuensi yang sama. Fungsi ini juga dikenal pula
sebagai istilah step up dan step down, yang dimana pada
transformator step up ini memiliki lilitar sekunder yang
lebih banyak dibandingkan dengan lilitan primer sehingga
fungsinya sebagai penaik tegangan arus listrik, sedangkan
pada transformator step down jumlah lilitannya berbalik
dengan transformator step up, pada transformator step
down ini lilitan yang terbanyak adalah lilitan primernya
dibanding dengan lilitan sekunder.
B. PRINSIP KERJA
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik. Dimana ketika lilitan primer dihubungkan
dengan tegangan arus bolak-balik (AC), sehingga arus AC
mengalir bolak-balik dan menimbulkan fluks magnetik pada
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
kumparan primer. Medan magnet yang telah berubah ini
semakin diperkuat dengan adanya inti besi dan inti besi
tersebut yang kemudian akan di teruskan kekumparan
sekunder dan menghasilkan suatu gaya gerak listrik (ggl)
induksi dan arus induksi. Jika efisiensi sempurna, semua
daya pada lilitan primer akan dilimpahkan kelilitan
sekunder.
C. JENIS TRANSFORMATOR
Di dalam perkembangannya terdapat bermacam-macam jenis
transformator atau trafo dan mempunyai berbagai fungsi,
diantaranya :
1. Step-Up
Transformator step-up adalah transformator yang memiliki
lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primernya,
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
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih
sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi
sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat
banyak ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.
3. Autotransformator
Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan
yang berlanjut secara listrik. 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).
4. Autotransformator Variabel
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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 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 hanyaFAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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. Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan
Transformator 1 fase yang disusun menjadi 3 buah dan
mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan
sekunder. Ada dua metode utama untuk menghubungkan
belitan primer yaitu hubungan secara delta (Δ) dan
bintang (Y). Sedangkan pada belitan sekundernya dapat
dihubungkan secara segitiga, bintang dan zig-zag (Delta,
Wye dan Zig-zag). Ada juga hubungan dalam bentuk khusus
yaitu hubungan open-delta (VV connection).
Sebuah transformator 3 fasa dapat diperoleh dari 3 buah
transformator satu fasa atau unit 3 fasa. Jika suplai 3
fasa yang digunakan adalah V1,V2, dan V3 dan masing-
masing menghasilkan fluks (φ1,φ2, dan φ3) yang masing-
masing fluks beda fasa 120º, maka berdasarkan hukum
faraday pada lilitan primer dan lilitan sekunder masing-
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
masing akan menghasilkan ggl induksi dan masing-masing
fasa juga berjarak 120º.
D. KOMPONEN-KOMPONEN PENYUSUN TRANSFORMATOR
Suatu transformer terdiri atas beberapa bagian yang
mempunyai fungsi masing-masing:
1. Inti besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.
Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang
berisolasi (Kern), untuk mengurangi panas (sebagai rugi-
rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”.
2. Koker
Koker atau rumah atau tempat mengulung kumparan primer
dan sekunder
3. Kumparan trafo
Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu
kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi padat
seperti karton, pertinax dan lain-lain.
Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder.
Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus
bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi
yang menginduksikan tegangan, bila pada rangkaian
sekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir
arus pada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat
transformasi tegangan dan arus.
4. Bushing
Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui
sebuah busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi
oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat
antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.
5. Minyak Transformator
Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi
cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada
transformator.
a. Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus
memiliki kemampuan untuk menahan tegangan tembus
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
b. Sebagai pendingin, minyak transformator harus mampu
meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua
kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu
melindungi transformator dari gangguan.
Minyak transformator mempunyai unsur atau senyawa
hidrokarbon yang terkandung adalah senyawa hidrokarbon
parafinik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawa
hidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa tersebut,
minyak transformator masih mengandung senyawa yang
disebut zat aditif meskipun kandungannya sangat kecil.
6. Tangki Konservator
Tangki konservator berfungsi untuk menampung minyak
cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus
beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan relai
bucholzt yang akan meyerap gas produksi akibat kerusakan
minyak . Untuk menjaga agar minyak tidak terkontaminasi
dengan air, ujung masuk saluran udara melalui saluran
pelepasan/venting dilengkapi media penyerap uap air pada
udara, sering disebut dengan silica gel dan dia tidak
keluar mencemari udara disekitarnya.
7. Peralatan Bantu Pendinginan TransformatorFAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Pada inti besi dan kumparan–kumparan akan timbul panas
akibat rugi-rugi tembaga. Maka panas tersebut
mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, ini akan
merusak isolasi, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang
berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan
alat atau sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar
transformator, media yang dipakai pada sistem pendingin
dapat berupa: Udara/gas, Minyak dan Air.
Pada cara alamiah, pengaliran media sebagai akibat adanya
perbedaan suhu media dan untuk mempercepat pendinginan
dari media-media (minyak-udara/gas) dengan cara
melengkapi transformator dengan sirip-sirip (radiator).
Bila diinginkan penyaluran panas yang lebih cepat lagi,
cara manual dapat dilengkapi dengan peralatan untuk
mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa pompa
sirkulasi minyak, udara dan air, cara ini disebut
pendingin paksa (Forced).
8. Tap Changer
Kualitas pada jaringan distribusi listrik dapat
beroperasi dengan normal jika tegangan nominalnya sesuai
ketentuan, namun pada saat pengoperasiannya dapat saja
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
terjadi penurunan tegangan sehingga kualitasnya menurun,
untuk itu perlu alat pengatur tegangan agar tegangan
selalu pada kondisi terbaik, konstan dan berkelanjutan.
Transformator dirancang sedemikian rupa sehingga
perubahan tegangan pada sisi masuk/input tidak
mengakibatkan perubahan tegangan pada sisi keluar/output,
dengan kata lain tegangan di sisi keluar/output-nya
tetap. Alat ini disebut sebagai sadapan pengatur tegangan
tanpa terjadi pemutusan beban, biasa disebut On Load Tap
Changer (OLTC). Pada umumnya OLTC tersambung pada sisi
primer dan jumlahnya tergantung pada perancangan dan
perubahan sistem tegangan pada jaringan.
E. KERUGIAN DALAM TRANSFORMATOR
Perhitungan diatas hanya berlaku apabila kopling primer-
sekunder sempurna dan tidak ada kerugian, tetapi dalam
praktek terjadi beberapa kerugian yaitu:
1. Kerugian tembaga, Kerugian I^2\,R dalam lilitan
tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus
listrik yang mengalirinya.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
2. Kerugian kopling, Kerugian yang terjadi karena
kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak
semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong
lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan
menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer
dan sekunder.
3. Kerugiankapasitas lia, Kerugian yang disebabkan
oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan
transformator. Kerugian ini sangat memengaruhi efisiensi
transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat
dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder
secara semi-acak (bank winding)
4. Kerugian histeresis, Kerugian yang terjadi
ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena
inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks
magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi
dengan menggunakan material inti reluktansi rendah.
5. Kerugian efekkulit, Sebagaimana konduktorlain
yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk
mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar
kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relative
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan
kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat
kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio
digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga
sebagai ganti kawat biasa.
6. Kerugian arus eddy (arusolak, .Kerugian yang
disebabkan oleh GGLmasukan yang menimbulkan arus dalam
inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang
membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang
berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material
inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti
berlapis-lapis
Dikutip dari : Alisavirna. 2014. Transformator,
(http://alisavirnattl.blogspot.co.id/2014/11/transformato
r.html . Diakses pada tanggal 14 September 2015 di
Palembang).
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. Transformator digunakan secara
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun
elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga
memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai, dan
ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya kebutuhan
akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak
jauh.
Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara
lain sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban;
untuk memisahkan satu rangkain dari rangkaian yang lain;
dan untuk menghambat arus searah melalukan atau
mengalirkan arus bolak-balik. Berdasarkan frekuensi,
transformator dapat dikelompokkan menjadi:
1. Frekuensi daya, 50 - 60 Hz
2. Frekuensi pendengaran, 50 Hz - 20 KHz
3. Frekuensi radio, diatas 30 KHz
Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator
dikelompokkan menjadi :
1. Transformator daya
2. Transformator distribusi
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
3. Transformator pengukuran, yang terdiri dari
transformator arus dan transformator tegangan
Prinsip kerja transformator dapat dijelaskan berdasarkan
induksi elektromagnetik, dimana antara sisi primer dan
sisi sekunder terdapat penghubung magnetik. Gandengan
magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks
bersama. Medan magnet berperan sangat penting sebagai
rangkaian proses konversi energi. Melalui medium medan
magnet, bentuk energi mekanik dapat diubah menjadi energi
listrik, alat konversi ini disebut generator atau
sebaliknya dari bentuk energi listrik menjadi energi
mekanik, sebagai alat konversi disebut motor. Pada
transformator, gandengan medan magnet berfungsi untuk
memindahkan dan mengubah energi listrik dari rangkaian
primer ke sekunder melalui prinsip induksi
elektromagnetik. Dari sisi pandangan elektris , medan
magnet mampu untuk menginduksikan tegangan pada konduktor
sedangkan dari sisi pandangan mekanis medan magnet
sanggup untuk menghasilkan gaya dan kopel (penggandeng).
Kelebihan medan magnet sebagai perangkai proses konversi
energi disebabkan terjadinya bahan-bahan magnetik yang
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
memungkinkan diperolehnya kerapatan energi yang tinggi;
kerapatan energi yang tinggi ini akan menghasilkan
kapasitas tenaga per unit volume mesin yang tinggi pula.
Jelaslah bahwa pengertian kuantitatif tentang medan
magnet dan rangkaian magnet merupakan bagian penting
untuk memahami proses konversi energi listrik.
Induktansi, tegangan pada kumparan didefinisikan
sebagai perubahan arus terhadap waktu yang melewati
kumparan tersebut.Atau ketika terjadi perubahan arus
pada kumparan maka terjadi perubahan fluk magnetik yang
menyebabkan tejadinya perubahan induksi tegangan.
Dimana :
N = jumlah lilitan kumparan
φ = fluk magnet
Dikutip dari : Sumardjati, Prih. 2008. Teknik Pemanfaatan
Tenaga Listrik Jilid 3. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.
6. DATA HASIL PERCOBAAN
a. Inti Laminasi
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Vin V1 I1 V2 I2 P1 P2
η =P2P1
x100%
24 V14,34
V
0,41
A
7,2
V
0,36
A5,8794 W
2,592
W44,086 %
b. Inti Besi Tebal
Vin V1 I1 V2 I2 P1 P2
η =P2P1
x100%
24 V9,08
V
0,40
A
3,6
V
0,18
A3,632 W
0,648
W17,841 %
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
7. PENGOLAHAN DATA
a. Inti Laminasi
1). Daya Primer (P1)
P1 = V1 x I1
P1 = 14,34 x 0,41
P1 = 5,8794 Watt
2). Daya Sekunder (P2)
P2 = V2 x I2
P2 = 7,2 x 0,36
P1 = 2,592 Watt
3). Efisiensi (η)
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
η = P2P1x100%
η = 2,5925,8794
x100%
η = 0,44086x100%
η = 44,086%
a. Inti Besi Tebal
1). Daya Primer (P1)
P1 = V1 x I1
P1 = 9,08 x 0,40
P1 = 3,632 Watt
2). Daya Sekunder (P2)
P2 = V2 x I2
P2 = 3,6 x 0,18
P1 = 0,648 Watt
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
3). Efisiensi (η)
η = P2P1x100%
η = 0,6483,632x100%
η = 0,1784x100%
η = 17,841%
8. ANALISA HASIL PERCOBAAN
Pada percobaan kali ini, praktikan melakukan percobaan
mengenai komponen bahan magnetik yang menjadi penyusun
dari inti sebuah transformator, yang kali ini
transformator yang di gunakan dalam bentuk mini atau
transformator kecil, karena di praktikum kali ini
praktikan mencoba mengetahui rugi-rugi yang terdapat pada
inti besi yang akan di gunakan pada transformator
tersebut.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Praktikan melakukan percobaan pertama, yaitu dengan
menggunakan inti besi laminasi atau inti besi yang tipis,
dan di gunakan tegangan input nya adalah 24 V, dan di
dapat dari menggunakan multimeter digital pada sisi
primer yang di dapat arus satu (I1) adalah 0,41 A dan di
dapat tegangan satu (V1)adalah 14,34 V pada tegangan satu
atau tegangan primer yang di dapat dari sisi primer dari
transformator dengan multimeter digital dan kemudian di
dapat juga arus kedua (I2) adalah 0,36 A yang di dapat
dari multimeter digital yang di gunakan untuk menghitung
arus yang ada pada sisi sekunder, kemudian dengan tahanan
pada sisi sekunder ada 2 hambatan yang bernilai masing-
masing 10 ohm maka menjadi 20 ohm yang di kalikan dengan
nilai pada I2 dan di dapatkan nilai tegangan dua (V2)
yaitu 7,2 V. Lalu, dicarilah nilai daya satu (P1) dan
daya dua (P2) dengan nilai tegangan dan arus pada sisi
primer dan sisi sekunder maka di dapat P1 adalah 5,8794 W
dan P2 adalah 2,592 W, kemudian di carilah efisien nilai
nya karena transformator yang digunakan adalah
transformator ideal maka di carilah nilai efiensi dan di
dapat yaitu 44,086 %.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Percobaan kedua, praktikan melakukan hal yang sama
seperti percobaan pertama tetapi kali ini praktikan
mengganti inti besi yang dari laminasi menjadi inti besi
tebal, karena di sini praktikan akan mencoba
membandingkan inti besi laminasi dan inti besi tebal.
Percobaan ini masih menggunakan Vinput yang sama yaitu 24
V, dan di dapatlah yaitu tegangan satu (V1) yaitu 9,08 V
dan arus satu (I1) yaitu 0,40 A dan kemudian arus kedua
(I2) yaitu 0,18 A dan tegangan kedua (V2) yaitu 3,6 V
dari hasil tegangan dan arus yang di dapat, pada
percobaan kedua ini nilai arus dan tegangan di dapat
lebih kecil dari percobaan pertama dan kemudia praktikan
cari daya yang di dapat juga menjadi lebih kecil yaitu P1
adalah 3,632 W dan P2 adalah 0,648 W dan efiensi yang di
dapat adalah 17,841 %.
Dari percobaan pertama dan percobaan kedua yang telah
di lakukan oleh praktikan dapat di lihat perbandingan
antara inti besi laminasi dan inti besi tebal (yang
merupakan bahan penyusun inti transformator) dan di
dapatkan bahwa dengan menggunakan inti besi laminasi daya
yang di hasilkan dan tegangan dan arus yang di dapat bisa
lebih besar dan keadaan ini bila di butuhkan daya yang
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
besar lebih efektif menggunakan inti besi laminasi
ketimbang menggunakan inti besi tebal yang banyak
menghasilkan rugi-rugi daya yang terlalu besar.
9. KESIMPULAN
1. Semakin tebal inti besi yang di gunakan maka akan
semakin kecil daya yang dapat di hasilkan dari
transformator tersebut, begitu juga sebaliknya.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
2. Jika pada sebuah transfomator , prinsip kerja nya Ns >
Np maka itu merupakan prinsip kerja dari transformator
step up, begitu juga sebaliknya.
3. Pada transformator yang ideal nilai efiensi yang di
dapat jika nilai daya keluar di bagi daya masuk akan
menjadi 1, baru lah itu merupakan transformator ideal.
4. Beda dari arus sisi primer dan arus sisi sekunder
diakibat adanya pengaruh Eddy Current dan arus
magnetisasi meskipun jumlah dari kumparan sama dan
penyebab lain nya juga adalah kondisi alatnya.
5. Pergerakan fluksi yang terjadi pada inti besi di
dalam transformator membuat terjadi nya rugi-rugi yang
ada di transformator.
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
10. TUGAS DAN JAWABAN
SOAL :
1. Rumus Tegangan Induksi pada lilitan transformator
adalah E = - N x ΔϕΔt. Apa yang menyebabkan tanda
minus tersebut ?
2. Jelaskan Jenis-Jenis Transformator !
3. Mengapa Inti Laminasi lebih baik daripada Inti Besi
Tebal ?
JAWAB :
1. Tanda negatif pada persamaan E = - N x ΔϕΔtmenunjukkan persesuaian dengan hukum Lenz sebagai
berikut :
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
“Arah arus induksi dalam penghantar sedemikian rupa sehingga
medan magnet yang dihasilkan melawan perubahan garis-garis gaya
maget yang menimbulkannya”.
Gambar di samping adalah sebuah kumparan dengan N lilitan
yang diputar pada suatu sumbu
dalam medan magnet homogen.
Saat kumparan pada posisi A – B (lihat gambar A dan
gambar B), fluks magnet (Ф)
yang berhasil dilingkupi adalah
maksimum (Фm). Tetapi saat
kumparan diputar berlawanan arah jarum jam sejauh α
dan berada posisi A’ – B’ maka fluks magnet yang
berhasil dilingkupi hanya sebesar : Ф = Фm cos
α.
Bila kumparan kumparan tersebut diputar dengan
kecepatan ω dan perubahan dari posisi AB ke posisi A’
B’ ditempuh dalam waktu t detik, maka besar sudut yang
ditempuh adalah α =
ω . t.
Dengan demikian dapat
disimpulkan bahwa besarFAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
flux magnet yang dapat dilingkupi oleh kumparan setiap
saatnya adalah : Ф = Фm cos ω.t. Sehingga besar GGL
induksi yang terjadi setiap saatnya dapat dihitung sbb :
e = N.Фm sin ωt. ω dan e = ω.N. Фm sin ωt.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa GGL
induksi (tegangan) e merupakan fungsi sinus.
Hal ini berarti bahwa tegangan e akan mencapai
harga maksimum pada saat sin ωt = 1.
Dengan demikian besarnya tegangan maksimum
dapat dihitung sebagai berikut : Em = ω. N. Фm
Sehingga persamaan e = ω.N. Фm sin ωt berubah
menjadi : e = Em sin ωt
Bila tegangan ini dihubungkan dengan beban
resistif, maka arus akan mengalir dan persamaan
arusnya dapat ditulis sebagai berikut :
i = Im sin ωt
Berdasarkan uraian di atas
dapat dipahami, bahwa jika
kumparan di atas diputar
sejauh 2π radian (3600),
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
maka tegangan yang terjadi akan berbentuk gelombang sinus
seperti pada gambar di samping dan dari gambar tersebut
terlihat bahwa tegangan akan mencapai harga
maksimumnya pada saat, karena pada
Saat tersebut nilai sinusnya sama dengan satu
dan minus satu. Harga maksimum disebut juga dengan
harga puncak (peak value) atau amplitudo.
Sedangkan harga maksimum positif ke maksimum
negatif disebut dengan harga puncak ke puncak
(peak to peak value).
Intinya, terjadi minus pada rumus E = - N x ΔϕΔtkarena ketika fluksi bergerak ke kanan sesuai hukum
Lenz yang menyatakan timbul reaksi berlawanan arah
akibat adanya perubahan medan magnet.
2. Jenis-Jenis Transfotmator adalah :
a. Step-Up
Trafo ini digunakan untuk menaikkan tegangan.
Ciri-cirinya lilitan sekunder (lilitan yg ada pdFAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
output/keluaran trafo) lebih banyak dari pada
lilitan primer (lilitan yg ada pd input/masukan
trafo).
Tegangan sekunder lebih besar dr tegangan primer.
Trafo step up, Fungsi transformator ini digunakan
untuk menaikkan tegangan AC, trafo jenis ini
dipakai dalam rangkaian-rangkaian pembangkit
tegangan pada perangkat elektronika seperti trafo
inverter monitor LCD, trafo inverter TV, dan
lain-lain.
b. Step-Down
Trafo step-down adalah jenis trafo yg paling
sering digunakan pd catu daya krn berfungsi untuk
menurunkan tegangan. Ciri-cirinya:
Lilitan sekunder lebih sedikit dr lilitan primer
.Tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan
primer. Trafo step-down adalah kebalikannya,
fungsi transformator ini untuk menurunkan
tegangan AC, contoh pemakaiannya pada adaptor.
c. Autotransformator
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Prinsip kerjanya hampir sama dengan potensio
meter, hanya menggunakan pembagi tegangan, dan
hanya memiliki satu buah kumparan yang
dihubungkan sedemikian rupa. Kerugian dan
kelemahan yang besar melekat pada
autotransformator adalah arus hubung singkat yang
besar. Dengan demikian dibutuhkan suatu reaktansi
yang tinggi didalam penggunaannya, disamping itu
merupakan suatu kelemahan juga bahwa sisi primer
dan sisi sekunder mempunyai hubungan yang
langsung secara listrik. Autotransformator satu
fasa banyak digunakan didalam rumah tangga untuk
menyesuaikan berbagai alat listrik dengan
tegangan jaring umum. transformator demikian
biasanya berbentuk trafo geser.
d. Transformator pulsa
Yaitu transformator yang dioperasikan pada perubahanbiasa terus menerus dalam magnetisasi , yang
didasarkan pada bolak perubahan sinyal sinusoidal .
Prinsip kerja menggunakan transformator pulsa
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
inti saturasi sifat magnetik dari sinus tegangan
input gelombang menjadi sempit tegangan output
berbentuk pulsa transformator. Hubungan antara
tegangan dan fluks, tegangan input u1 adalah
gelombang sinus, sinus besi hati pada fluks kiri
Φ1. Kanan sangat jenuh besi inti fluks Φ2 adalah
gelombang beratap datar, hanya sekitar perubahan
nol, dan segera mencapai nilai saturasi. Φ2 nilai
nol ketika saat di gulungan sekunder di induksi
gaya gerak listrik sangat curam sempit pulsa e2.
Magnetic celah udara shunt ada, Φσ dasarnya
variasi linier dengan kebocoran fluks magnet yang
sama, perannya adalah untuk memastikan bahwa Φ1
adalah gelombang sinus. Pulse transformer banyakdigunakan dalam radar, mengubah teknologi, beban
resistor pencocokan impedansi karakteristik feeder,
menaikkan atau menurunkan tegangan pulsa, mengubah
polaritas pulsa.
3. Inti laminasi lebih bagus daripada inti besi tebal
karena pada transformator terdapat kerugian (loss)
disebabkan oleh Eddy Current yang direpresentasikan
dalam tahanan inti (Rm) dan arus yang melaluinyaFAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
menjadi If. Medan magnet yang dibangkitkan sebagian
akan menginduksi arus yang bersirkulasi pada inti
yang disebut sebagai Eddy Current. Untuk mengurangi
efek arus ini, inti biasanya dikonstruksi
menggunakan laminasi, sehingga medan magnet sebagian
besar akan menginduksi arus pada rangkaian sekunder,
juga efisiensi pada laminasi lebih besar
dibandingkan dengan inti besi tebal.
LAMPIRAN ALAT
Modul 61-400 Transformator
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Multimeter Jumper
Inti Besi Laminasi Inti BesiTebal
LAMPIRAN PERBAIKAN
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
DAFTAR PUSTAKA
Korps Asisten Laboratorium Fenomena Medan
Elektromagnetik. 2015. Modul Praktikum Fenomena Medan
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator
MUHAMMAD ABDUH03041381320007
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Elektromagnetik Jurusan Teknik Elektro. Universitas
Sriwijaya : Inderalaya.
Sumardjati, Prih. 2008. Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3.Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.
Alisavirna. 2014. Transformator,(http://alisavirnattl.blogspot.co.id/2014/11/transformator.html . Diakses pada tanggal 14 September2015 di Palembang).
Yodipurnama. 2009. Transformator,(http://referensielektro.blogspot.co.id/2009/05/abstrak-dewasa-ini-indonesia-sedang.html Diaksespada tanggal 14 September 2015 di Palembang).
FAUZI ISMUNANDAR03121004004 Bahan Magnetik Penyusun IntiTransformator