Transformator

Transformator

Apa kabar Electrical Engineer, pada kesempatan kali ini saya akan berbagi tentang jenis-jenis transformator (trafo), pengujian trafo, dan perhitungan trafo. Silahkan membaca, semoga bermanfaat.

Transformator

a. Definisi Transformator

Transformator merupakan komponen elektronika yang dapat memindahkan energi listrik dari suatu rangkaian ke rangkaian lainnya. Transfomator juga berfungsi untuk mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.

b. Prinsip kerja transformator

1. Arus bolak balik yang mengalir pada gulungan primer akan membangkitkan fluks magnet dalam inti besi
2. Garis  gaya  magnet  yang  ada  pada  inti  dipotong  oleh gulungan sekunder sehingga terjadi arus bolak-balik pada lilitan sekunder
3. Besar   tegangan   yang   ada   pada   gulungan   sekunder tergantung banyaknya lilitan pada masing-masing gulungan.

c. Jenis-jenis transformator

Dalam dunia elektronika di kenal beberapa jenis transformator ( Trafo ), yakni :

• Trafo ( Transformator ) Adaptor
• Trafo ( Transformator ) IF ( Frekuensi Menengah )
• Trafo Step Up / Step Down
• Trafo OT ( Out Put )

di dalam pemasangan jenis trafo di atas berbeda antara satu dengan lainnya. Untuk lebih jelasnya berikut ini saya share pengertian dari masing - masing trafo diatas,

1. Trafo ( Transformator ) Adaptor

Trafo ini sangat berguna untuk mengubah arus AC menjadi DC melalui lilitan gulungan primer dan sekunder. Biasanya digunakan untuk rangkaian catu daya. trafo jenis ini memiliki gulungan yang dapat mengubah tegangan listrik 110 volt sampai 220 volt. Gulungan tersebut ( lilitan ) dinamakan lilitan primer. sebelum di ubah menjadi arus DC, tegangan listrik dialirkan melalui ribuan penghantar ( lilitan ) yang berakhir pada lilitan sekunder.

komponen ini banyak dijual di pasar dengan ukuran dan keperluan tertentu. sedangkan sifat-sifatnya adalah sebagi berikut :

• bentuk fisiknya empat persegi panjang dengan dilapisi pelat tipis dan gulungan ditutup kertas. terdapat beberapa kaki, pada gulungan primer terdapaat tiga kaki sedangkan sekunder tidak kurang dari sembilan kaki
• gulungan primer menerima arus AC PLN antara 110 - 240 Volt
• Gulungan sekunder menhasilkan arus DC setelah arus AC di proses pada kedua lilitan ini. tegangan yang di keluarkan mulai dari 4 sampai 12 volt.

Trafo ( Transformator ) Adaptor

 2. Trafo IF ( Frekuensi menengah )

Trafo ini digunakan untuk penguat frekunsi menengah, biasanya terdapat pada radio penerima jaman dulu. saat ini sudah jarang alat elektronika memakai trafo jenis ini. cara keja trafo ini adalah menangkap gelombang suara yang dipancarkan oleh radio pemancar kemudian di olah melalui komponen lainnya. selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk suara ( bunyi ).

Trafo IF ini memiliki bentuk fisik bujur sangkar, pada permukaanya tepat ditengah terdapat celah untuk memutar ketika membetulkan pancaran bunyi dari radio pemancar.

kelebihan dari trafo IF ini adalah :

• Dapat diubah-ubah ketika mencari sasaran pancaransecara tepat menggunakan obeng
• bentuknya kecil sehingga memudahkan pemulaketika memasangnya
• tetap memiliki lilitan primer dan sekunder

 

Trafo IF ( Frekuensi menengah )

3. Trafo Step UP / Down

Sesuai namanya, trafo ini mampu menaikkan dan menurunkan tegangan sesuai dengan alat alektronika yang digunakan. artinya benda yang memiliki voltase 110 volt perlu trafo ini karena pada umunya PLN bertegangan 220 volt.

sifat dari trafo ini adalah sebagai berikut :

• Menghasilkan tegangan lebih besar apabila gulungan sekunder lebih banyak dari lilitan primer
• mengubah tegangan dari 220 volt menjadi 100, 110 dan 220 volt
• menaikkan tegangan dari 110 menjadi 200, 220 dan 240 volt

4. Trafo Out Put ( OT )

Komponen ini juga bisa di sebut trafo OT. komponen ini banyak digunakan pada rangkaian amplifier, radio penerima, tape recorder dan seperangkat elektronika yang menghasilkan bunyi lainnya. Bentuk fisiknya hampir sama dengan trafo lainnya dhanya ukuran yang berbeda. didalamnya berisi llitan coil dari nikelin. besar kecilnya arus masuk tergantung dari lilitan tersebut.

Trafo Out Put ( OT )

Bagian melintang pelat yang memperkuat bungkusan kertas. dan kertas ini digunakan sebagai alat pemisah arus dari lilitan sekunder dan primer. pada bagian bawah menyembul kaki, ada lima kaki dua pada bagian output dan tiga bagian in ( arus masuk ).

d. Pengujian Trafo

Pengukuran dan pengecekan trafo Untuk mengetahui kondisi sebuah trafo dapat dilakukan dengan cara sederhana menggunakan multimeter pada selektor Ohm Meter. Pada prinsipnya transformator yang masih bagus/baik dapat dilihat dari hasil beberapa pengetesan berikut:

• Kumparan primer trafo tidak boleh terhubung dengan dengan kumparan sekunder trafo.
• Setiap titik (terminal) pada ujung kumparan primer harus terhubung atau memiliki resistansi kecil, terminal-terminal tersebut ditandai dengan tulisan tegangan input seperti 0, 110V, 120V, 220V, dan 240V.
• Setiap terminal pada ujung kumparan sekunder harus terhubung atau memiliki resistansi kecil, terminal-terminal tersebut ditandai dengan tulisan tegangan output seperti 0, CT, 6V, 9V,12V, 15V, 18V, dan 24V.

e. Perhitungan Trafo

Trafo yang tersusun dari kumparan primer, kumparan sekunder, dan inti besi bekerja berdasarkan hukum Ampere dan hukum Faraday dimana arus listrik berubah menjadi medan magnet dan sebaliknya medan magnet berubah menjadi arus listrik. Apabila salah satu kumparan pada transformator diberi arus bolak-balik (AC) maka medan magnet akan berubah dan menimbulkan induksi pada kumparan sisi yang lain. Perubahan medan magnet tersebut akan mengakibatkan perbedaan potensial (tegangan).  

Berikut adalah beberapa rumus dasar untuk menentukan jumlah kumparan primer dan kumparan sekunder agar menghasilkan tegangan output rendah dengan arus besar.


Np / Ns = Vp / Vs = Is / Ip

Keterangan :
Np = Jumlah kumparan primer
Ns = Jumlah kumparan sekunder
Vp = Tegangan input primer (Volt)
Vs = Tegangan output sekunder (Volt)
Ip = Arus input primer (Ampere)
Is = Arus output sekunder (Ampere)

Dari rumus di atas, arus berbanding terbalik dengan kumparan dan tegangan.

Pp = Ps
Vp x Ip = Vs x Is
Pp = Daya Primer (Watt)
Ps = Daya Sekunder (Watt)
Vp = Tegangan Primer (Volt)
Vs = Tegangan Sekunder (Volt)
Ip = Arus Sekunder (Ampere)
Is = Arus Sekunder (Ampere).

Contoh 1
Jika sebuah trafo memiliki kumparan primer (Np) 2200, tegangan input (Vp) 220V, dan tegangan output sekunder (Vs) yang diinginkan adalah 10V, maka jumlah kumparan sekunder adalah......

Np / Ns = Vp / Vs
2200 / Ns = 220 / 10
Ns = 2200 / (220 /10 )
Ns = 2200 / 22
Ns = 100
Jadi untuk menghasilkan tegangan output (Vs) sekunder 10V, kumparan sekunder (Ns) harus 100 lilitan

Contoh 2
Jika sebuah trafo memiliki kumparan primer (Np) 2000 dan kumparan sekunder (Ns) 500, berapakah arus primer dan arus sekunder jika digunakan untuk menyalakan sebuah pemanas 25 Volt 50 Watt.

Pp = Ps
Vp x Ip = Vs x Is
Is = Ps / Vs
Is = 50 / 25
Is = 2
Jadi arus sekunder (Is) trafo tersebut adalah 1 Ampere

Np / Ns = Is / Ip
Np / Ns = (Ps / Vs) / Ip
2000 / 500 = (50 / 25) / Ip
4 = 2 / Ip
Ip = 2 / 4
Ip = 0.5

atau

Np / Ns = Is / Ip
2000 / 500 = 2 / Ip
4 = 2 / Ip
Ip = 2 /4
Ip = 0.5
Jadi Arus Primer (Ip) adalah 0.5 Ampere.

Rugi-Rugi Pada Transformator

1. Kerugian tembaga. Kerugian dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya.
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. Kerugian kapasitas liar. 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 efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif 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 (arus olak). Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan 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.