Cara Kerja Transformator – Jenis, Persamaan & Fungsinya

Cara Kerja Transformator – Apa komponen dasar dari catu daya DC atau AC? Tentu saja itu adalah Transformator atau trafo listrik. Pernah bertanya-tanya bagaimana cara kerja Transformator? Jika pertanyaan ini sering muncul di pikiran Anda, Anda pasti berada di tempat yang tepat. Tetapi sebelum saya mulai, izinkan saya memberi penjelasan singkat tentang Transformator dan tipe yang berbeda.

Pengertian Transformator

Transformator daya adalah perangkat statis yang digunakan untuk transformasi sinyal listrik AC dalam satu rangkaian ke sinyal listrik frekuensi yang sama di rangkaian lain dengan sedikit kehilangan daya. Tegangan dalam suatu rangkaian dapat dinaikkan atau diturunkan, tetapi dengan kenaikan atau penurunan yang proporsional pada peringkat arus.

Jenis-jenis Transformator

Berbagai jenis transformator dapat diklasifikasikan berdasarkan kriteria yang berbeda seperti fungsi, inti, dll.

Jenis dan Fungsi Transformator:

Transformator Step-Up

Trafo step up adalah tegangan transformator primer yang lebih kecil dari tegangan sekunder. Trafo step-up dapat digunakan untuk meningkatkan tegangan di rangkaian. Ini digunakan dalam sistem transmisi AC fleksibel atau FACTS oleh SVC.

Transformator Step-Down

Sebuah transformator step-down digunakan untuk mengurangi tegangan. Tipe transformator di mana tegangan primer kumparan lebih besar dari tegangan sekunder disebut sebagai trafo step down. Sebagian besar supply listrik menggunakan transformator step-down untuk mengurangi tegangan tinggi yang berbahaya menjadi tegangan rendah yang lebih aman.

Rasio jumlah putaran pada masing-masing kumparan, yang disebut rasio putaran menentukan rasio tegangan. Sebuah transformator step-down memiliki sejumlah besar belitan pada kumparan primer (input) yang terhubung ke catu daya tegangan tinggi, dan sejumlah kecil belitan pada kumparan sekunder (output) untuk menghasilkan tegangan output yang rendah.

MENGHIDUPKAN RATIO = (Vp / Vs) = (Np / Ns) Di mana, Vp = tegangan primer (input) Vs = tegangan sekunder (output) Np = jumlah putaran pada kumparan primer Ns = jumlah putaran pada kumparan sekunder Ip = Arus primer ( input) Is = Arus sekunder (output).

Jenis dan Inti Transformator:

Transformator Inti Udara

Pada tipe transformator ini, belitan diberikan ke bagian yang cukup besar dari rangkaian tipe inti transformator. Coil yang digunakan adalah tipe-wound dan tipe silinder pada tipe inti. Ia memiliki rangkaian magnetik tunggal.

Pada transformator tipe inti, kumparan wound dalam lapisan heliks dengan lapisan berbeda yang diisolasi satu sama lain oleh bahan seperti mika. Inti memiliki dua anggota tubuh persegi panjang dan kumparan ditempatkan pada kedua anggota badan dalam jenis inti.

Transformator Shell

Transformator tipe shell adalah tipe Transformator yang paling populer dan efisien. Tipe transformator shell memiliki rangkaian magnetik ganda. Inti memiliki tiga anggota badan dan kedua belitan ditempatkan di anggota tubuh pusat. Inti melingkari sebagian besar belitan. Umumnya multi-layer disc dan gulungan sandwich digunakan dalam tipe shell.

Setiap kumparan tegangan tinggi berada di antara dua kumparan tegangan rendah dan kumparan tegangan rendah paling dekat dengan yokes atas dan bawah. Konstruksi tipe shell lebih disukai untuk beroperasi pada trafo tegangan sangat tinggi.

Pendinginan alami tidak ada pada transformator tipe shell karena belitan pada tipe shell dikelilingi oleh inti itu sendiri. Sejumlah besar belitan diperlukan untuk dilepas agar perawatan lebih baik.

Jenis-jenis Transformator Lainnya

Jenis-jenis transformator berbeda dengan cara di mana gulungan primer dan sekunder disediakan di sekitar inti baja laminasi transformator:

Berdasarkan belitan, trafo dapat terdiri dari tiga jenis

• Dua belitan transformator (tipe biasa)
• Belitan tunggal (tipe otomatis)
• Tiga belitan(transformator daya)

Berdasarkan pengaturan kumparan/coil, transformator diklasifikasikan sebagai:

• Jenis silinder
• Jenis disk

Menurut penggunaan

• Trafo daya
• Trafo distribusi
• Trafo instrumen – Transformator instrumen dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu Trafo arus dan Trafo potensial

Menurut jenis pendinginan transformator dapat terdiri dari dua jenis

• Pendinginan alami
• Pendinginan alami dengan minyak direndam
• Pendinginan alami dengan minyak direndam dengan sirkulasi oli paksa

Prinsip Kerja Transformator

Mari kita mengalihkan perhatian kita pada kebutuhan dasar kita: Bagaimana cara kerja Transformator?

Pengoperasian trafo terutama bekerja pada prinsip saling induktansi antara dua rangkaian dihubungkan oleh fluks magnetik umum. Sebuah transformator pada dasarnya digunakan untuk transformasi energi listrik.

Transformator terdiri dari jenis kumparan penghantar sebagai belitan primer dan belitan sekunder. Input coil disebut gulungan primer dan gulungan output disebut gulungan sekunder transformator.

Tidak ada hubungan listrik antara kedua kumparan; sebagai gantinya mereka dihubungkan oleh medan magnet bolak-balik yang dibuat dalam inti besi lunak dari transformator. Dua garis di tengah simbol rangkaian mewakili inti. Transformator menghabiskan sangat sedikit daya sehingga daya hampir sama dengan daya masuk.

Coil primer dan coil sekunder memiliki induktansi timbal balik yang tinggi. Jika salah satu coil terhubung ke sumber tegangan bolak-balik, maka fluks bolak-balik akan dipasang di inti yang dilaminasi.

Aliran ini dihubungkan dengan coil lainnya dan gaya elektromagnetik diinduksi, sesuai hukum Faraday tentang induktansi elektromagnetik.

e = M di/dt Dimana e diinduksi GGL M adalah induktansi timbal-balik (mutual)

Jika coil kedua ditutup maka arus dalam coil ditransfer dari kumparan atau coil primer transformator ke coil sekunder.

Persamaan daya transformator yang ideal

Sementara kami fokus pada pertanyaan kami tentang bagaimana cara kerja Transformator, dasar yang perlu kita ketahui adalah tentang persamaan daya ideal transformator.

Jika coil sekunder melekat pada beban yang memungkinkan arus mengalir di rangkaian, daya listrik ditransmisikan dari rangkaian primer ke rangkaian sekunder.

Idealnya, transformator sangat efisien; semua energi yang masuk ditransformasikan dari rangkaian primer ke medan magnet dan menjadi rangkaian sekunder. Jika kondisi ini terpenuhi, daya listrik yang masuk harus sama dengan daya keluar:

Pmasuk = IpVp = Pkeluar = IsVs

Memberikan persamaan transformator yang ideal

Transformator biasanya memiliki efisiensi tinggi, jadi rumus ini adalah perkiraan yang masuk akal.

Jika tegangan meningkat, maka arus berkurang oleh faktor yang sama. Impedansi dalam satu rangkaian ditransformasikan oleh kuadrat rasio belokan.

Misalnya, jika impedansi Zs terpasang di terminal coil sekunder, tampaknya rangkaian primer untuk memiliki impedansi ( Np/Ns )2 Zs. Hubungan ini timbal balik, sehingga impedansi Zp dari rangkaian primer muncul ke sekunder menjadi ( Ns/Np )2 Zp.