Transformator _ djukarna
-
Upload
sylvia-anggraeni -
Category
Documents
-
view
98 -
download
0
description
Transcript of Transformator _ djukarna
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 1/15
Postedbydjukarna
djukarna
Transformator
OKT21
KonstruksiTransformator
Transformatorseringjugadisebuttrafomemilikikonstruksidansimbolsepertipadagambar1berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr14/)Gambar1konstruksidansimboltransformator
Keterangandarigambar1:
N :jumlahlilitanprimer
N :jumlahlilitansekunder
V :teganganprimer
V :tegangansekunder
Sebuahtrafoterdiridarikumparandanintibesi.Biasanyaterdapat2buahkumparanyaitukumparanprimerdankumparansekunder.Keduakumparaninitidakberhubungansecarafisiktetapidihubungkanolehmedanmagnet.Untukmeningkatkaninduksimagnetikantara2
P
S
P
S
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 2/15
kumparanmakaditambahkanintibesisepertipadagambar1.
Intibesipadatrafodibedanyamenjadi2macamyaitu:
1.IntibesitipeShell(ShellCoreTransformator)
2.Intibesitipetertutup(ClosedCoreTransformator)
Keduajenisintibesiinidapatdilihatsepertipadagambar2berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr25/)Gambar2intitrafo
Padatrafodengan intibesiberbentukshell,kumparandikelilingioleh intibesi.Fluksmagnetikpada inti besi tipe shell akan terbelah dua (lihat gambar 2). Sementara kumparan primer dankumparan sekunder digulung bersamaan. Untuk trafo yang memiliki inti besi tipe tertutup.Tidak ada pembagian flukmagnetik. Kumparan primer dan kumparan sekunder terpisah dandihubungkandenganintibesi.
Intibesi trafo tidakdibuatberbentukbesi tunggal, tetapidibuatdaripelatbesiyangberlapis lapis.Bentuklapisanpelatbesipadaintitrafodapatdilihatsepertipadagambar3berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr35/)Gambar3intibesiberlapispadatrafo
Cara menghubungkan lapisan inti besi juga bermacammacam. Beberapa cara yang umum
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 3/15
Cara menghubungkan lapisan inti besi juga bermacammacam. Beberapa cara yang umumdigunakandapatdilihatsepertipadagambar4berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb4/)Gambar4caramenghubungkanlapisanintibesipadatrafo
Mengapaintibesisebuahtrafoharusdibuatberlapislapis?.
Untukmenjawabpertanyaanini,kitaterlebihdahuluharusmempelajarirugirugiyangterjadipadaintibesi.Rugirugiyangterjadipadaintibesidisebutironlosses(rugirugibesi).Kerugianpadaintibesiterdiridari:
1.Hysterisislosses(rugirugihisterisis)
Kerugianhisterisisdisebabkanolehgesekanmolekulyangmelawanalirangayamagnetdidalamintibesi.Gesekanmolekuldalamintibesiinimenimbulkanpanas.Panasyangtimbulinimenunjukankerugianenergi,karenasebagiankecilenergilistriktidakdipindahkan,tetapidiubahbentukmenjadienergipanas.Panasyangtinggijugadapatmerusaktrafo,sehinggapadatrafotrafotransmisidayalistrikukuranbesar,harusdidinginkandenganmediapendingin.Umumnyadigunakanminyakkhususuntukmendinginkantrafoini.
Sebuahtrafodidesainuntukbekerjapadarentangfrekuensitertentu.Menurunnyafrekuensiaruslistrikdapatmenyebabkanmeningkatnyarugirugihisterisisdanmenurunkankapasitas(VA)trafo.
2.KerugiankarenaEddycurrent(eddycurrentlosses)
KerugiankarenaEddycurrentdisebabkanolehaliransirkulasiarusyangmenginduksilogam.Inidisebabkanolehaliranflukmagnetikdisekitarintibesi.Karenaintibesitrafoterbuatdarikonduktor(umumnyabesilunak),makaarusEddyyangmenginduksiintibesiakansemakinbesar.Eddycurrentdapatmenyebabkankerugiandayapadasebuahtrafokarenapadasaatterjadiinduksiaruslistrikpadaintibesi,makasejumlahenergilistrikakandiubahmenjadipanas.Inimerupakankerugian.
UntukmengurangiarusEddy,makaintibesitrafodibuatberlapislapis,tujuannyauntuk
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 4/15
UntukmengurangiarusEddy,makaintibesitrafodibuatberlapislapis,tujuannyauntukmemecahinduksiarusEddyyangterbentukdidalamintibesi.PerbedaaninduksiarusEddydidalamintibesitunggaldenganintibesiberlapisdapatdilihatpadagambar5berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb6/)Gambar5Intibesiutuhdanintibesiberlapis
3.Rugirugitembaga(copperlosses)
Rugirugiyangketigaadalahrugirugitembaga(copperlosses).Rugirugitembagterjadidikeduakumparan.Kumparanprimeratausekunderdibuatdarigulungankawattembagayangdilapisiolehisolatortipisyangdisebutenamel.Umumnyakumparandibuatdarigulungankawatyangcukuppanjang.Gulungankawatyangpanjanginiakanmeningkatkanhambatandalamkumparan.Padasaattrafodialiriaruslistrikmakahambatankumparaniniakanmengubahsejumlahkecilaruslistrikmenjadipanasyaitusebesar(i R).SemakinbesarhargaRmakasemakinbesarpulaenergipanasyangtimbuldidalamkumparan.Mutukawatyangbagusdengannilaihambatanjenisyangkecildapatmengurangirugirugitembaga.
Sebuahtrafoyangidealdiasumsikan:
1. Tidakterjadirugirugihysterisis2. TidakterjadiinduksiarusEddy3. Hambatandalamkumparan=0,akibatnyatidakadarugirugitembaga
Gulungankawatpadakumparantrafo
Menggulungkawatpadakumparantrafotidakdilakukandengansembarangan,tetapimengikutiaturan tertentu. Pada trafo fase tunggal, terdapat 2 gulungan kumparan, yaitu gulungan padakumparan primer yang terhubung langsung ke sumber arus listrik dan gulungan kumparansekunderyangterhubunglangsungkebeban.Perbandinganjumlahgulunganantarakumparanprimer dan kumparan sekunder akanmenentukan jenis trafo, apakah jenis stepup atau stepdown.Bilagulungankawatpadakumparanprimerlebihbanyakdibandingkandengangulungankawatpadakumparansekundermakatrafoakanberfungsisebagaipenurunteganganataustep
2
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 5/15
down trafo. Sebaliknya jika gulungan kawat pada kumparan sekunder lebih banyakdari padagulungankawatpada kumparanprimer,maka trafo akanberfungsi untukmenaikan teganganataustepuptrafo.
Jenismaterialkawatyangbanyakdigunakanuntukmembuatkumparanadalahkawattembaga.Kawat tembaga memiliki konduktivitas listrik yang bagus, tetapi memiliki berat yang besar.Untukmengurangi berat transformator, sering juga digunakan jenis kawat aluminium. Kawatdengan bahan dasar aluminium memiliki berat jenis yang kecil, tetapi kawat ini tidak tahanterhadappanasdankonduktivitasnyamasihlebihkecildibandingkandengantembaga.
Satuhalyangpentingdalammenggulungkumparantrafoadalaharahgulungan(orientasititik).Kumparanprimer dan kumparan sekunder dapat digulung searah, tetapi dapat jugadigulungberlawananarah.Hal ini akanberpengaruhke fasa arus listrik.Apabilakumparanprimerdankumparan sekunderdigulung searah,maka fasaarus listrikpadakumparanprimerakan samadenganfasaaruslistrikpadakumparansekunder.Sebaliknyaapabilaarahgulungankumparanprimer dan sekunder berlawanan arah, maka fasa arus listrik pada kumparan primer akanberlawanandenganfasaaruslistrikpadakumparansekunder.Untukjelasnyadapatdilihatpadagambar6berikutini.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr55/)Gambar6gulungansearahdangulunganberlawanan
Trafodapatdigunakanuntukmenaikanataumenurunkantegangan.Trafoyangdigunakanuntukmenaikantegangandisebuttrafostepupsedangkantrafoyangdigunakanuntukmenurunkantegangandisebuttrafostepdown.Padatrafostepupteganganpadasisisekunderakanlebihtinggidariteganganpadasisiprimersebaliknyapadatrafostepdowntegangansisisekunderakanlebihrendahdariteganganpadasisiprimer.Selaintrafostepupdantrafostep
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 6/15
downjugaadatrafoimpedansi.Trafoimpedansitidakmenaikanataumenurunkantegangan,tetapidigunakanuntukmenyesuaikanimpedansisuaturangkaianlistrikataudapatjugadigunakansebagaibebandanfilterterhadapmedanmagnet.
Teganganpadasisiprimer(V )dantegangansekunder(V )ditentukanolehjumlahlilitankawatpadakumparanprimerdansekunder.Perbandinganantaralilitankawatpadakumparanprimer(N )danlilitankawatpadakumparansekunder(N )disebutrasiolilitan(n).Sedangkanperbandinganantarateganganprimer(V )dengantegangansekunder(V )disebutrasiotegangan.Besarrasiotegangandenganrasiolilitanharussama.Sehinggasecaramatematisdapatditulis:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms1/)
Persamaan1berlakubila fluksmedanmagnetprimerdan fluksmedanmagnet sekunder sama.Rasiolilitanmerupakansalahsatufaktorpentingdalammendesaindanmembuattrafo.
Contoh1
Sebuah trafomemiliki jumlah lilitankumparanprimer 1500dan jumlah lilitanpadakumparansekunder500hitunglahberaparasio lilitan trafo tersebut.Bilapadasisiprimerdiberi teganganlistrikAC300V,hitunglahteganganpadasisisekunderbilafluksmagnetprimerdansekundersama.
Jawab
Bilafluksmedanmagnetpadasisiprimerdansekundersama,makaberlaku:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms2/)
Carakerjatransfromator
p s
p sp s
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 7/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/gbr106/)Gambar7fluksmedanmagnetpadaintibesi
Padatrafokumparanprimerdankumparansekundertidakberhubungansamasekali,jadibagaimanadayalistrikdapatberpindahdariprimerkesekunder?.
Penghubung antara kumparan primer dan kumparan sekunder adalah fluks medan magnet.KetikakumparanprimerdialiriaruslistrikAC,makapadakumparanprimerakantimbulmedanmagnetdisekelilingnyayangdisebutmutualinduktansi.MutualinduktansiinibekerjamenuruthukumFaradaytentanginduksimagnetpadakawatyangdialiriaruslistrik.Kuatmedanmagnetberubahdarinolhinggamaksimumyangdinyatakandengan
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms4/)
Garisgayamagnetinikeluardarikumparanprimerdandiarahkanolehintibesi.Flukmagnetikiniberputardidalamintibesisepertipadagambar2.FluksmedanmagnetberubahnaikdanturunsesuaidengansumberarusACyangdiberikan.
Besarmedanmagnetyangdiinduksikankeintibesiditentukanolehbesarnyaaruslistrikdanjumlahlilitankumparan.Semakinbesarlilitankumparandansemakinbesararuslistrikyangmengalir,makasemakinbesarjugafluksmedanmagnetyangdiinduksikankeintibesi.
Ketikamedanmagnetinimemotongataumasukkekumparansekunder,makapadakumparansekunderakantimbulgayageraklistrikyangdisebutteganganinduksi.Besarteganganinduksiditentukanmenuruthukumfaradayyaitu:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms3/)
Teganganinduksiinitidakmengubahfrekuensi,sehinggafrekuensipadakumparanprimerakan
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 8/15
Teganganinduksiinitidakmengubahfrekuensi,sehinggafrekuensipadakumparanprimerakansamadenganfrekuensipadakumparansekunder.
Bilakiramempunyaisebuahtrafodengan1lilitantunggalpadakumparanprimerdandemikianjugadengankumparansekunder.Jikategangan1voltdiberikanpadakumparanprimerdandiasumsikantidakadakerugian,aruslistrikyangmengalircukupuntukmembangkitkanfluksmedanmagnetdanmenghasilkanteganganinduksisebesar1voltpada1lilitandikumparansekunder.Iniyangdisebutdenganbesarteganganperlilitan.
Jikaflukmedanmagnetbervariasisebesar= sint,makahubunganantarainduksiemf,(E)danNdiberikan:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms6/)
TeganganmaksimumjikaCos(wt)=1,atau
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms7/)
Teganganrms(rms=rootmeansquare)adalah:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms8/)
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms9/)
max
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 9/15
PersamaaninidikenaldengannamatransformerEMFequation.UntukkumparanprimermakadigunakanN danuntukkumparansekunderdigunakanNs.TrafotidakdapatbekerjapadaarusDC,karenaarusDCtidakmenimbulkanflukmedanmagnet.
Contoh2
Sebuahtrafomempunyai480lilitanpadakumparanprimerdan90lilitanpadakumparansekunder.Flukmagnetmaksimumsebesar1,1Teslapadategangan2000Voltdenganfrekuensi50Hz,hitunglah:
1. Fluksmaksimumdiintibesi2. Luaspenampanginti3. Induksiemfsekunder
Jawab:
Fluksmaksimumdiintibesi
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms10/)Luaspenampanginti
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms11/)Induksiemdsekunder
P
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 10/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms12/)
DayaTransformator
DayatrafodinyatakandalamsatuanVA(VoltAmpere).UntukukuranyanglebihbesardinyatakandalamsatuankVA(kiloVoltampere).Padatrafoyangideal,dayayangdiberikanpadakumparanprimerakanseluruhnyadipindahkankekumparansekundertanparugirugi.Trafoidealtidakmengubahdayayangdiberikan,hanyamengubahtegangan.Trafohanyadapatmenaikkanataumenurunkantegangantetapitidakdapatmenaikandayalistrik.Secaramatematis,dayasebuahtrafodapatdituliskan:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms13/)
Dimana dan adalahfasepadaprimerdansekunder.
Efisiensitransformator
Sebuah trafo tidak membutuhkan bagian yang bergerak untuk memindahkan energi darikumparan primer ke kumparan sekunder. Ini berarti tidak ada kerugian karena gesekan atauhambatan udara seperti yang terdapat pada mesin mesin listrik (contoh motor listrik dangenerator).Namundidalamtrafojugaterdapatkerugianyangdisebutrugirugitembaga(copperlosses) dan rugirugi besi (iron losses). Rugirugi tembaga terdapat pada kumparan primer dankumparan sekunder, sedangkan rugirugi besi terdapat dalam inti besi. Rugirugi ini berupapanasyangdilepaskanakibat terjadinyaEddycurrent.Tetapi rugirugi ini sangatkecil.Efisiensisebuah trafo dapat dihitung dengan membandingkan daya yang dikeluarkan di kumparansekunderdengandayayangdiberikanpadakumparanprimer.
Sebuah trafo ideal akanmemiliki efisiensi sebesar 100%. Artinya semua daya yang diberikanpada kumparan primer dipindahkan ke kumparan sekunder tanpa ada kerugian. Sebuah trafoyangrealmemilikiefisiensidibawah100%danpadasaatbebanpenuh(fullload) efisiensi trafo
p s
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 11/15
berkisar pada harga 94 96%. Untuk trafo yang bekerja pada tegangan dan frekuensi yangkonstan,efisiensitrafodapatmencapai98%.Efisiensitrafodapatdinyatakan:
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/rms14/)
Transformatordenganbanyakkumparan
Padapembahasansebelumnyakitahanyamelihattrafodengan2kumparan,yaitu1kumparanprimerdan1kumparansekunder.Tetapi,trafodapatdibuatdenganbanyakkumparan,baikpadakumparanprimermaupunpadakumparansekunder.Trafodenganbanyakkumparandisebutmultiplewindingtransformer.
Prinsipkerjatrafodenganbanyakkumparansamadengantrafodengan2kumparan.Perhitunganteganganprimer,tegangansekunder,jumlahlilitanprimerdanjumlahlilitansekundersertaarahlilitansamadenganperhitunganpadatrafodengan2kumparan.Halyangperludiperhatikanadalahpolaritasteganganpadakumparan,baikkumparanprimermaupunkumparansekunder.Gambar7menunjukanskematrafodenganbanyakkumparan.
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 12/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb7/)Gambar7skematrafodenganbanyakkumparan
Gambar 7 menunjukan sebuah trafo yang memiliki 2 kumparan primer dan 3 kumparansekunder.Kumparanprimer trafodapatdihubungkan secara seri atauparalel.Apabilahendakdihubungkandenganteganganyanglebihtinggikumparanprimerdapatdihubungkanseri.Bilakumparanprimerdihubungkansecaraparelel,makakumparanprimerdapatdialiriarus listrikyanglebihbesarlagi.Demikianjugadengankumparansekunder.Biladihubungkansecaraseri,makateganganyangdihasilkanakansemakinbesar,danbiladihubungkansecaraparalel,makaarusyangdihasilkanakansemakinbesar.
Proses menghubungkan 2 kumparan atau lebih, harus diperhatikan polaritas masing masingkumparan.Kumparanyangdihubungkanseriatauparalelharusmemilikipolaritasyangsama.Gambar 8 memberikan contoh cara menghubungkan kumparan kumparan primer dankumparankumparansekunder.
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 13/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb8/)Gambar8contohgabunganbeberapakumparanpadatrafo
Trafocertertap(TrafoCT)
TrafoCTadalahtrafostepdownyangkumparansekundernyamemilikititiktengah(centertap).Trafoinidigunakanuntukmenciptakan2tegangansekunderyangsama.TrafoCTdigunakanuntukmembuatpowersupplybipolar.Gambar9menunjukanskematrafoCT.
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/grb9/)Gambar9skematrafoCT
Gambar10dangambar11menunjukan2macamtrafostepdownyangbanyakdigunakanpadasaatini.Gambar10menunjukanjenistrafoCTdangambar11menunjukanjenistrafoengkel.Trafoengkeladalahsebutanuntuktrafostandaryangmemiliki1kumparanprimerdan1kumparansekunder.
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 14/15
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/trafoengkelfoto/)
Gambar10contohtrafoengkel
(https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/fototrafoct/)
Gambar11contohtrafoCT
Catatan:beberapagambardiambildarihttp://www.electronicstutorials.ws/index.html(http://www.electronicstutorials.ws/index.html)
PostedonOktober21,2013,inElektronikaandtaggedstepdown,stepup,trafo,trafoCT,transformator,transformer.Bookmarkthepermalink.2Komentar.
Meninggalkankomentar
About these ads
-
4/7/2015 Transformator|djukarna
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/ 15/15
Trackbacks1
Comments1
djukarna|Oktober25,2014pukul6:47amdiceklagi,masihadaygsalahgak,kalausalahdiperbaiki,
1. Pingbalik:Transformator|LaTahzan..!
BlogdiWordPress.com.TheMystiqueTheme.
Ikuti
Followdjukarna
BuatsitusdenganWordPress.com