BAB VI Percobaan 5 TRANSFORMATOR TEGANGAN

6.1 Tujuan Mengamati dan mempelajari prinsip kerja transformator.

6.2 Dasar Teori 6.2.1 Transformator tegangan tanpa CT Prinsip kerja dari tranfo tegangan adalah apabila pada kumparan primer di berikan tegangan, maka pada kumparan tersebut akan timbul fluks magnet. Fluks magnet akan mengalir pada inti trafo dan akan menginduksi kumparan sekunder, sehingga timbul ggl induksi pada kumparan sekunder (Vs). Trafo tegangan biasanya di gunakan untuk pengecekan dan pengukuran untuk tegangan tegangan tinggi. Bila tidak menggunakan trafo akan menyebabkan kerusakan pada alat ukur. Trafo yang digunakan dalma percobaan ini adalah trafo step down. Penggunaan rumus pada trafo tegangan.

= -N =I.ASehingga = = -N.A

p =-Np . A . s = -Ns . A .

=

64

65

6.2.2 Transformator tegangan CT (Center Tap) Rasio pada trafo dapat di peroleh dengan rumus :

=

=r

Jadi rasio trafo di dapat dari perbandingan antara Vsekunder dengan Vprimer, Apabila supply yang di masukkan ke trafo adalah 220V maka rasio trafo dapat di cari seperti pada perhitungan di bawah ini : Untuk tiap 6V = 9V = 12V = 15V = 18V = = 0.027 = 0,04 = 0,054 = 0,065 = 0,082

66

6.3 Alat dan Bahan 1. Sumber tegangan AC 1 Fasa 2. Transformator tegangan tanpa CT 3. Transformator tegangan dengan CT 4. Voltmeter 5. Regulator 6. Lampu 7. Jumper

67

6.4 Rangkaian Percobaan

Phase 1

AC

Phase 2

Netral

Gambar 6.1 Transformator tegangan tanpa CT

Terminal 1 Terminal 2AC

CT Terminal 3

Terminal 4 Gambar 6.2 Transformator tegangan dengan CT

68

6.5 Langkah Percobaan 6.5.1 Transformator tegangan tanpa CT 1. Buatlah rangkaian seperti gambar 2. Jika tegangan masukan berasal dari jala-jala PLN 220 V 50 Hz, hubungkan sisi primer trafo tegangan daya nominal 0 220 V 3. Selanjutnya dengan menggunakan voltmeter, ukur dan catat tegangan tiap terminal phase terhadap netral 4. Menghitung angka perbandingan tegangan primer dan sekunder dari hasil percobaan 5. Melakukan perhitungan bentuk mengapa memperoleh hasil pengukuran antar terminal phase dan netral 6.5.2 Transformator tegangan dengan CT 1. Membuat rangkaian seperti gambar 2. Jika tegangan masukan berasal dari jala-jala PLN 220 V 50 Hz, hubungkan sisi primer trafo tegangan daya nominal 0 220 V 3. Selanjutnya dengan menggunakan voltmeter, ukur dan catat tegangan Vin pada sisi primer potensial trafo 4. Mengukur dan mencatat tegangan Vout pada sisi sekunder terhadap CT pada sisi A sebelah kiri menggunakan voltmeter 5. Mengukur dan mencatat tegangan Vout pada sisi sekunder terhadap CT pada sisi B sebelah kanan menggunakan voltmeter 6. Menghitung angka perbandingan tegangan primer dan sekunder dari hasil percobaan 7. Melakukan perhitungan bentuk mengapa memperoleh hasil pengukuran antar terminal phase dan CT

69

6.6 Data Percobaan 6.6.1 Transformator tegangan tanpa CT Table 6.1 Data percobaan trafo tanpa CT NO 1 2 3 4 V in tertera (V) 50 100 150 200 V in terukur (V) 55 110 180 220 V out 6 1,2 8,8 5 6

9 3,2 5,2 8 10

15 3,8 7,2 12 16

18 4,6 10 14 19

6.6.2 Transformator tegangan dengan CT Table 6.2 Data percobaantrafo daya CT pada sisi A NO 1 2 3 4 V in tertera (V) 50 100 150 200 V in terukur (V) 55 110 180 220 V 12 2,8 6 10 12 sekun der 15 3 8,2 12 15

18 4 10 15 20

Tabel 6.3 Data percobaan trafo dengan CT pada sisi B NO 1 2 3 4 V in tertera (V) 50 100 150 200 V in terukur (V) 55 110 180 220 V 12 2,8 6 10 12 sekun der 15 3,6 7,4 12 15

18 4,4 10 14 18

70

6.7 Analisa dan Pembahasan 6.7.1 Transformator Tegangan tanpa CT Pada trafo ini berlaku hubungan sebagai berikut :

=Dimana : Vin Vout = tegangan primer = tegangan sekunder

Np = kumparan primer Ns = kumparan sekunder

Rasio dari trafo tegangan adalah R= =

Berdasarkan persamaan di atas rasio dari trafo tegangan yang di lakukan dalam persamaan dapat di cari untuk Vin = 55 volt a.) V out pada tiap 6 volt = 1,2 volt r1 = = = 0,022

b.) V out pada tiap 9volt = 3,2 volt r2 = = = 0,058

c.) V out pada tiap15volt = 3,8volt r1 = = = 0,069

d.) V out pada tiap15 volt = 4,6 volt r1 = = = 0,084

71

berdasarkan contoh perhitungan tersebut di buat table rasio perhitungan trafo sebagai berikut : table 6,4 perhitungan rasio trafo tegangan tanpa CT V in terukur (V) 55 110 180 220 6 1,2 2,8 5 6 r V out 9 3,8 5,2 8 10 15 3,8 7,2 12 16 18 4,6 10 14 19 hitung r1 0,022 0,025 0,027 0,027 r2 0,058 0,047 0,044 0,045 r3 0,069 0,065 0,067 0,073 r4 0,084 0,91 0,078 0,086

Dari table di atas dapat diketahui bahwa nilai r keika di beri tegangan sumber bervariasi adalah hamper sama. Tegangan rasio teoritis pada trafo tegangan dapat di cari dengan cara yang sama namun Vin nya adalah 20V. Contoh perhitungan : Posisi tap 6 --> Vout = 6 volt 6V = = 0.027

Posisi tap 9 --> Vout = 9 volt 9V = = 0,04

-

Posisi tap 12 --> Vout 12 volt 12V = = 0,054

-

Posisi tap 15--> Vout = 15 volt 15V = = 0,065

-

Posisi tap 18 --> Vout =18 volt 18V = = 0,082

72

Berdasarkan hasil perhitungan teoritis di atas, dapat di hasilkan table sebagai berikut. Table 6.5 Rasio trafo system teoritis tanpa CT Tap 6V 9V 15V 18V Vin 220V 220V 220V 220V Vout 0,027 0,041 0,068 0,082

Sehingga apabila di bandingkan dengan hasil perhitungan akan di dapat nilai pada table di bawah ini. Table 6.6 perbandingan rasio rangkaian teoritis N O 1 2 3 4 Tap 6V 9V 15V 18V V hitung (V) 0,027 0,045 0,079 0,086 V teoritis (V) 0,027 0,041 0,068 0,082

Tabel di atas adalah perbandingan antara hasil perhitungan daya rasio teoritis perhitungan di ambil dari Vin yang 220V. dan dari tabel diatas dapat di lihat bahwa antara r perhitungan dan r teoritis menunjukkan nilai berbeda walaupun hanya memiliki selisih sedikit, hal initerjadi karena disebabkan oleh adanya rugi rugi dalam trafo yang mempengaruhi nilai pengukuran.

73

Grafik perbandingan antara rasio hasil perhitungan denga rasio teroritis.

Gambar 6.3 grafik perbandingan rasio hitung dan rasio teoritis

Gambar di atas adalah grafik perbansingan rasio antara hasil perhitungan dan pengukura. Dari gambar diatas dapat di lihat bahwa nilai nilai rasio di antara keduanya hamper menunjukkan nilai yang sam. Rasio pada trafo akan semakin besar sesuai dengan pertambahan pada nilai tapnya.

74

6.7.2 Transformator tegangan dengan CT 6.7.2.1 Transformator CT pada posisi A Contoh perhitungan untuk mencari rasio pada posisi A. V sumber yang dipakai adalah 220 volt. Untuk TAP 12 V

Untuk TAP 15 V

Untuk TAP 18 V

Berdasarkan perhitungan diatas dapat dilakukan perhitungan yang lain dan hasilnya disajikan dalam tabel dibawah ini : Tabel 6.7 Perbandingan rasio pengukuran dan rasio pengukuran dengan trafo CT sisi A No 1 2 3 TAP 12 V 15 V 18 V Rasio Pengukuran 0,055 0,068 0,082 Rasio Penghitungan 0,055 0,068 0,082

Tabel diatas adalah tabel yang menunjukkan rasio trafo tegangan pengukuran dengan CT pada sisi A dengan rasio trafo hasil perhitungan. Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa dari hasil tegangan pengukuran dengan hasil tegangan perbandingan memiliki hasil yang sama. Perbandingan diatas dapat digambarkan seperti grafik berikut ini :

75

Gambar 6.4 Grafik perbandingan rasio trafo CT sisi A hasil pengukuran dan perhitungan

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa grafik berhimpitan pada saat nilai TAP 12, 15, 18. Dan dapat disimpulkan bahwa rasio trafo CT sisi A hasil pengukuran sudah sesuai dengan rasio teoritik.

76

6.7.2.2

Transformator CT pada posisi B Contoh perhitungan untuk mencari rasio pada posisi B. V

sumber yang dipakai adalah 220 volt. Untuk TAP 12 V

Untuk TAP 15 V

Untuk TAP 18 V

Berdasarkan perhitungan diatas dapat dilakukan perhitungan yang lain dan hasilnya disajikan dalam tabel dibawah ini : Tabel 6.8 Perbandingan rasio pengukuran dan rasio pengukuran dengan trafo CT sisi B No 1 2 3 TAP 12 V 15 V 18 V Rasio Pengukuran 0,055 0,068 0,082 Rasio Penghitungan 0,055 0,068 0,082

Tabel diatas adalah tabel yang menunjukkan rasio trafo tegangan pengukuran dengan CT pada sisi B dengan rasio trafo hasil perhitungan. Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa dari hasil tegangan pengukuran dengan hasil tegangan perbandingan memiliki hasil yang sama. Perbandingan diatas dapat digambarkan seperti grafik berikut ini :

77

Gambar 6.5 Grafik perbandingan rasio trafo CT sisi A hasil pengukuran dan perhitungan

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa grafik berhimpitan pada saat nilai TAP 12, 15, 18. Dan dapat disimpulkan bahwa rasio trafo CT sisi B hasil pengukuran sudah sesuai dengan rasio teoritik.

6.7.2.2

Perbandingan rasio sisi A dan sisi B

78

Nilai rasio pada sisi A dan rasio pada sisi B akan disajikan dan dijelaskan melalui tabel sebagai berikut : Tabel 6. 9 Perbandingan rasio sisi A dan rasio sisi B TAP 12 15 18 55 0,05 0,05 0,05 Rasio Di sisi A 110 180 0,04 0,055 0,074 0,067 0,091 0,083 220 0,055 0.068 0,082 55 0,05 0,06 0,08 Rasio Di sisi B 110 180 0,04 0,0767 0,067 0,067 0,091 0,083 220 0,055 0.068 0,082

Dari tabel diatas diketahui bahwa perbandingan rasio sisi A dan sisi B adalah sama. Pengukuran rasio trafo CT ini dilakukan dengan menggunakan tegangan sebesar 220 V. Berikut gambar grafik perbandingannya :

Gambar 6.6 Grafik perbandingan rasio sisi A dan rasio sisi B Grafik diatas menjelaskan bahwa gambar grafik rasio pada sisi A sama dengan rasio pada sisi B. Hal ini menunjukkan bahwa percobaan yang telah dilakukan memiliki hasil pengukuran yang sesuai dengan teori.

79

6.7.3 Rugi rugi pada trafo 1. Rugi rugi besi Rugi rugi besi timbul pada bagian inti besi pada transformator. Hal ini disebabkan oleh besi yang dipakai telah sempurna sehingga secara tidak langsung berpengaruh terhadap fluks fluks magnet. 2. Rugi rugi tembaga Rugi rugi tembaga terdapat pada kawat kumparan. Kumparan juga memiliki tahanan dalam sendiri yang dapat menyebabkan rugi rugi daya. 3. Rugi arus Eddy Rugi arus Eddy (Eddy current) adalah arus putar yang terletak pada sekitar inti trafo. Rugi ini menyebabkan arus yang mengalir tidak dapat maksimal.

80

6.8 Kesimpulan 1. Trafo tegangan dapat digunakan untuk alat bantu pengukuran, karena alat bantu pengukuran , karena alat ukur tegangan tidak dapat mengukur tegangan yang sangat besar. Dengan demikian memakai trafo tegangan , maka range alat ukur dapat diperbesar. 2. Trafo tegangan ada 2 macam, yaitu : trafo tegangan dengan CT dan trafo tegangan tanpa CT. 3. Trafo dengan CT mempunyai 2 sisi terminal, yaitu disebelah kanan dan disebelah kiri CT. 4. Trafo tanpa CT tidak memiliki dua sisi yang simetris terminal (TAP) dan nilai tegangannya berdasarkan jumlah lilitan pada sekundernya. 5. Tegangan pada output bergantung pada tegangan inputannya. 6. Rumus untuk mencari rasio yaitu dengan perbandingan volt sekunder dan volt primer Berikut rumusnya

7. Trafo yang digunakan pada percobaan ini adalah trafo step down dengan prinsip kerja menurunkan tegangan dan menurunkan variable primer. 8. Trafo PT (Potensial Transformator) bias digunakan bersama dengan trafo CT. 9. Rasio dari trafo tegangan adalah lebih dari 1. 10. Hasil rasio trafo dengan CT dan rasio trafo tanpa CT dengan tegangan sebesar 220 V, berikut hasilnya : Tanpa CT (TAP 6 V, 9 V, 15 V, 18 V) = 0,027 ; 0,041 ; 0,068 ; 0,082 Dengan CT (TAP 12 V, 15 V, 18 V) = 0,055 ; 0,068 ; 0,082 agar diperoleh nilai yang tidak