PRAKTIKUM 2_LFME12_MUHAMMAD ABDUH

58
MUHAMMAD ABDUH 03041381320007 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN 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 ISMUNANDAR 03121004004 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator

Transcript of PRAKTIKUM 2_LFME12_MUHAMMAD ABDUH

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