TRAFO SATU PHASE

Definisi Transformator

Transformator atau biasa dikenal dengan trafo berasal dari kata

transformatie yang berarti perubahan. Transformator adalah suatu alat listrik yang

dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu rangkaian listrik ke

rangkaian listrik yang lain, melalui gandeng magnit berdasarkan pada prinsip

elektromagnetik. Trafo satu fasa sama seperti trafo pada umumnya hanya

penggunaannya untuk kapasitas kecil

Frekuensi pada kumparan primer dan kumparan sekunder adalah sama,

f1=f2

Tegangan dan arus pada kumparan primer dan kumparan sekundr dapat diubah

ubah sesuai dengan yang dikehendaki.

Kegunaan Transformator

Untuk keperluan apa tegangan atau arus suatu trasformator diubah, ada

beberapa alasan antara lain:

1. Digunakan untuk pengiriman tenaga listrik

2. Untuk menyesuaikan tegangan

3. Untuk mengadakan pengukuran dari besaran listrik

4. Untuk memisahkan rangkaian yang satu dengan yang lain

5. Untuk memberikan tenaga pada alat tertentu

Trafo apabila ditinjau dari kegunaannya dapat dibedakan menjadi bermacam

macam antara lain:

1. Trafo tenaga, ada 2 macam yaitu:

1

a. Trafo penaik tegangan (step up)

b. Trafo penurun tegangan (step down)

2. Trafo distribusi

3. Trafo pengukuran, ada 2 macam yaitu:

a. Trafo tegangan

b. Trafo arus

4. Trafo dengan bentuk khusus,misal:

a. Trafo pemberi daya

b. Trafo pengatur tegangan

c. Trafo las

Hukum Hukum Dasar Transformator

a. Hukum Maxwell

Persamaan Maxwell apabila disedehanakan akan menjadi:

Hl=IN Dimana:

H = kuat medan magnet

l = panjang jalur

I = arus listrik

N = jumlah lilitan

Hl=IN adalah Gaya Gerak Magnet (GGM) yang merupakan penghasil flux

b. Hukum induksi Faraday

Hukum utama yang digunakan pada prinsip kerja trafo adalah Hukum

Induksi Faraday. Menurut Hukum Induksi Faraday, maka integral garis

suatu gaya listrik melalui garis lengkung yang tertutup adalah berbanding

lurus dengan perubahan tersebut.

Rumus Hukum Faraday adalah sebagai berikut:

Dimana:

E = Gaya listrik yang disebabkan induksi (V/m)

dl = Unsur panjang (m)

B = Induksi magnetik/ kerapatan flux (weber/m2)

2

dA = Unsur luas(m2)

Sedangkan arus induksi (flux) adalah integral permukaan dari pada induksi

magnit melalui suatu luas yang dibatasi oleh garis lengkung tersebut

diatas. Rumus arus induksi adalah:

∫=s

dAB.φ

Dimana :

Φ = Arus induksi / flux (weber)

B = Induksi magnet (weber / m2)

dA =Unsur luas (m2)

Apabila rumus hukum induksi disederhanakan :

dtdNe φ

−=

Dimana:

e = Gaya Gerak Listrik

N = jumlah lilitan

Φ = arus induksi /flux (weber)

Konstruksi Transformator

Konstruksi trafo secara umum terdiri dari:

1. Inti yang terbuat dari lembaran-lembaran plat besi lunak atau baja silikon

yang diklem jadi satu.

2. Belitan dibuat dari tembaga yang cara membelitkan pada inti dapat

konsentris maupun spiral.

3. Sistem pendingan pada trafo-trafo dengan daya yang cukup besar.

3

Jenis trafo berdasarkan letak kumparan

1. Core type (jenis inti) yakni kumparan mengelilingi inti.

2. Shell type (jenis cangkang) yakni inti mengelilingi belitan

trafo jenis inti

trafo jenis cangkang

Prinsip Kerja Trafo satu fasa

Apabila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan (sumber), maka akan

mengalir arus bolak balik I1 pada kumparan tersebut. Oleh karena kumparan

menpunyai inti, arus I1, menimbulkan fluks magnet yang juga berubah – ubah,

pada intinya.Akibat adanya fluks magnet yang berubah –ubah, pada kumparan

primer akan timbul GGL induksi ep.

Untuk mencari GGL yang dibangkitkan maka persamaan yang digunakan:

voltf

voltf

mmsS

mmPP

NEENEE

1010

8

2

8

1

....44,4

....44,4−

−

==

==

φφ

Flux maksimum dalam besaran maxwell dan flux maksimum dalam

weber, hubungannya akan mengikuti persamaan berikut,

AB=−φ Dimana:

Bm = kerapatan flux max

A = Luas penampang dari inti (m2)

Tipe Pendinginan

Macam-macam tipe pendinginan pada transformator antara lain :

1. AN (Air Natural Cooling)

Pendingin alam oleh sirkulasi udara sekitarnya, tanpa alat khusus.

4

2. AB (Air Blast Colling)

Pendinginan oleh udara langsung yang dihasilkan oleh fan (kipas).

3. ON (Oil Immerset Natural Cooling).

Pendinginan dengan menggunakan minyak yang disertai dengan

pendinginan alam.

4. OB (Oil Blast Cooling)

Pendinginan ini sistemnya adalah sama dengan ON, yang dilengkapi

dengan hembusan udar dari kipas yang dipasang pada dinding trafo.

5. OFN( Oil Foreced Circulation of Air Nautal Cooling)

Pendinginan ini sama dengan sitem ON untuk sirkulasi minyak melalui

radiator dengan menggunakan suatu pompa, tetapi tidak memaki kipas.

6. OFB(Oil Forced and Air Blast Cooling)

Sistem pendinginannya sama dengan OFN yang dilengkapi dengan

hembusan udara dari kipas.

7. OW (oil and Water Cooling)

Adalah gabungan dari pendinginan air sirkulasi pada dinding luar radiator

tanpa memakai kipas

8. OFW (Forced Oil and Water Cooling).

Sistem pendinginannya sama dengan OFB, tetapi tidak memakai kipas.

9. Sistem campuran

Adalah gabungan dari beberapa system pendinginan, misalnya :

AN/OFN/ON/OFB/ dan lain-lain

Rugi –Rugi Transformator

Rugi rugi transformator terdiri dari:

1. Rugi tembaga

2. Rugi inti ,terdiri dari 2 macam yaitu:

a. Rugi histeris

b. Rugi arus pusar (Eddy current)

5

Efisiensi

Efisiensi transformator adalah perbandingan antara daya keluar (P out)

dengan daya masuk (P in). Untuk trafo ideal efesiensinya adalah nol.

Pin

Poutn =

Contoh soal

1. Flux max pada inti dari trafo 60hz sebesar3,76x106 maxwell. Trafo tsb

mempunyai lilitan sebesar 1320 dan lilitan sekunder 46. Hitung tegangan

pada primer dan sekunder trafo!

Jawab:

Ep= 4,44. f. Np. Φmm . 10-8

= 4,44. 60. 1320. 3,76.106. 10-8

= 13200 volt

Es= 4,44. f. Ns. Φmm . 10-8

= 4,44. 60. 46. 3,76 106. 10-8

= 460 volt

2. Trafo ideal satu fasa mempunyai 200 lilitan pada belitan primer dan 100

lilitan pada sekunder. Jika belitan primer dihubungkan dengan sumber

tegangan 200 volt dan arus beban sekunder 20A. Hitung :

a. Arus primer

b. Tegangan sekunder

Jawab:

6