PERCOBAAN

SHORT CIRCUIT (HUBUNG SINGKAT) TRANSFOMATOR

1 PHASA

A. Tujuan

Percobaan Hubung Singkat :

1. Memperoleh harga tahanan, reaktansi, dan impedansi kumparan

primer & sekunder trafo( Rek, Xek, Zek ).

2. Memperoleh rugi-rugi tembaga saat arus nominal.

3. Memperoleh tegangan impedansi dan angka tranformasi.

B. Dasar Teori

Transformator adalah suatu peralatan listrik elektromagnetik statis

yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari satu atau

lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya, dengan frekuensi yang

sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui suatu gandengan

magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis. Jika

transformator menerima energi pada tegangan rendah dan mengubahnya

menjadi tegangan yang lebih tinggi, maka disebut transformator penaik (Step-

up transformer) sedangkan trafo yang diberi energi pada tegangan tertentu

dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih rendah disebut transformator

penurun (Step-down transformer).

Keadaan transformator tanpa beban, yaitu bila kumparan primer suatu

transformator dihubungkan dengan sumber tegangan sesaat V1 yang

sinusoida dan kumparan sekundernya merupakan rangkaian yang tidak

dibebani (no load), maka akan mengalir arus primer I0 yang juga sinusoida

dan dengan menganggap kumparan N1 reaktif murni I0 akan tertinggal 900

dari V1 (induktif). Arus primer I0 menimbulkan fluks (Φ) yang sefasa dan juga

berbentuk sinusoida.

φ = φ maks. Sin ωt............................................................... (1)

Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 (Hukum

Faraday)

Arus primer Io yang mengalir pada saat kumparan sekunder tidak

dibebani disebut arus penguat. Dalam kenyataan arus primer Io bukanlah

merupakan arus induktif murni, sehingga terdiri dari dua komponen.

Keadaan transformer berbeban adalah apabila kumparan sekunder

dihubungkan dengan beban Zb maka Iz akan mengalir pada kumparan

sekunder, dimana:

I2 = ............................................................................. (2)

Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (GGM) N2 I2

yang cenderung menentang fluks bersama yang telah ada akibat arus

pemagnetan Im, agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada

kumparan primer harus mengalir arus I2 yang menentang fluks yang

dibangkitkan oleh arus beban I2 hingga keseluruhan arus yang mengalir pada

kumparan primer menjadi I1=I0 + I2’ (3) bila komponen arus rugi inti (I0)

diabaikan maka I0 = Im (4) sehingga I1 = Im + I2’(5).

Rangkaian Ekuivalen

Tidak seluruh (Φ) yang dihasilkan oleh arus pemagnetan (Im)

merupakan fluks bersama (Φm) sebagian daripadanya hanya mencakup

kumparan primer (Φ1) atau kumparan sekunder saja (Φ2). Dalam rangkaian

model dibawah (rangkaian ekuivalen) yang dipakai untuk menganalisa kerja

suatu transformator, adanya fluks bocor Φ1dan Φ2 ditunjukkan sebagai

reaktansi X1 dan X2 sedangkan rugi tahanan ditunjukkan dengan R1 dan R2

dengan demikian model rangkaian dapat ditunjukkan seperti gambar1

dibawah dimana menunjukkan suatu trafo ideal. Berdasarkan rangkaian

ekuivalen, dapat dibuat vektor diagramnya.

Gambar 1. Rangkaian ekivalen di Gabung

Ket:

I1 = arus supply

I0= arus yang menuju inti dan besarnya cenderung tetap

I2’= arus yang menuju ke beban

Dari model rangkaian vektor yang didapat dari rangkaian ekivalen

dapat pula diketahui hubungan penjumlahan vektor:

V1 = ............................................................................... (6)

E2 = .............................................................................. (7)

atau E1 = .................................................................. (8)

hingga : E1 = ..................................................... (9)

karena : atau ..................................................... (10)

maka: E1= ............................................... (11)

dan: V1 = .........................

(12)

Persamaan terakhir mengandung pengertian, apabila parameter

rangkaian sekunder dinyatakan, dalam harga rangkaian primer harganya

perlu dikalikan dengan faktor 2.

Pengujian Transformator

Maksud dan tujuan pengujian transformator adalah untuk mengetahui

karakteristik transformator. Dengan memperhitungkan empat parameter

utama yaitu:

1. Resistansi ekivalen berdasarkan primer (Re1) atau berdasarkan sekunder

(Re2)

2. Reaktans bocor ekivalen berdasarkan primer (Xe1) atau berdasarkan

sekunder (Xe2)

3. Konduktansi rugi inti G0 (kebalikan resistansi R0).

4. Suseptans magnetisasi B0 (kebalikan resistansi X0).

Parameter transformator yang terdapat pada model rangkaian

ekuivalen, dapat ditentukan besarnya dengan dua macam pengukuran (test)

berikut:

Pengukuran hubung singkat

Menentukan impedansi ekivalen Ze1 dan Ze2, reaktans bocor

ekivalen diperkecil menjadi nol, sehingga hanya impedansi Zek= Rek+jXek

yang membatasi arus. Karena harga Rek dan Xek ini relatif kecil, harus

dijaga agar tegangan yang masuk (Vhs) cukup kecil sehingga arus yang

dihasilkan tidak melebihi arus nominal. Harga Io akan relatif kecil bila

dibandingkan dengan arus nominal, sehingga pada pengukuran ini dapat

diabaikan.

Gambar 4. Rangkaian pengujian sesuai rangkaian ekivalen

Ket:

o Pada saat dilakukan percobaan yang digunakan sebagai patokan adalah arus nominal

o Pada saat praktikum pengambilan data tidak boleh dilakukan terlalu lama karena transformator mudah panas dan apabila diulang-ulang maka akan menimbulkan kekacauan dari pada data yang diperoleh karena adanya losses.

o Percobaan hubung singkat juga dapat digunakan untuk mencari angka transformasi dengan perbandingan

Gambar 5. Rangkaian ekivalen trafo pada saat hubung

singkat

Ket:

o Rangkaian ekuivalen yang mewakili inti transformator dianggap tidak ada karena arus cengerung memilih menuju tempat yang tahanannya sangat kecil

Dengan mengukur tegangan Vh.s., arus Ih.s. dan daya Ph.s., akan

dapat dihitung parameter:

Rek = ............................................................................ (15)

Zek = = Rek+jXek .................................................................. (16)

Xek = .................................................................. ..(17)

Rek = R1 + R2’ ......................................................................(18)

R2 = R2’ / a2 ............................................................................(19)

Xek = X1 + X2’ ..............................................................................(20)

X2 = X2’ / a2 ...............................................................................(21)

SUMBER : Buku ajar Rangkaian Magnet Dan Transfomator dan file ajar

Rangkaian Magnet dan transfomator

C. Daftar Peralatan

1. Transformator 1 Phasa(trafo 2 dan trafo 3) 2 buah

2. Voltmeter 1 buah

3. Amperemeter 1 buah

4. tang meter 1 buah

4. Wattmeter 1 Phasa 1 buah

5. Kabel Penghubung 15 buah

D. Rangkaian Percobaan

Rangkaian percobaan hubung singkat

Gambar 6. Rangkaian percobaan hubung singkat

E. Prosedur Percobaan

1. Komponen komponen yang sudah disiapkan di rangkai sesuai

rangkaian percobaan.

2. Semua alat ukur sebelum digunakan dikalibrasi dahulu agar data

akurat.

3. Alat ukur, seperti wattmeter, amperemeter, dan voltmeter dipasang di

sisi primer

4. Tang meter di pasang di sisi sekunder untuk mengukur arus.

5. Sisi primer di beri tegangan sedikit demi sedikit, sampai Amperemeter

menunjukkan angka arus nominal.

6. Data wattmeter, voltmeter, tang meter, amperemeter, dicatat.

7. Data yang telah dicatat kemudian dimasukkan ke table, lalu hasilnya

dihitung.

8. Setelah menggunakan trafo 2, maka trafo 2 dilepas, setelah itu dig

anti trafo 3, kemudian di lakukan percobaan lagi. Dan catat datanya

lagi

F. Data Percobaan

Tabel 3. Percobaan Hubung Singkat (Trafo 2)

No I1

(nominal)

(ampere)

V1

(volt)

P1 (rugi

tembaga)

(watt)

I2

(ampere)(angka

transformasi)

R ekivalen

(Ω)

Z ekivalen

(Ω)

X ekivalen

(Ω)

Vz(%)

2,2 14,9 30 8,9 0,25 6,1 6,7 2,8 6,2

Data percobaan | Data Perhitungan

Perhitungan

Rek = Zek = Xek =

= = =6,7 Ω =

= =6,1 Ω =

= =2,8 Ω

Tabel 3. Percobaan Hubung Singkat (Trafo 3)

No I1

(nominal)

(ampere)

V1

(volt)

P1 (rugi

tembaga)

(watt)

I2

(ampere)(angka

transformasi)

R ekivalen

(Ω)

Z ekivalen

(Ω)

X ekivalen

(Ω)

Vz(%)

2,2 14,3 29,7 8,9 0,24 6,1 6,5 2,3 6,0

Data percobaan | Data Perhitungan

Perhitungan

Rek = Zek = Xek =

= = =6,5 Ω =

= =6,1 Ω =

= =2,3 Ω

G. Analisa percobaan

H. kesimpulan