Prinsip Kerja Transformator (Trafo), Rumus, Bagian dan Bagan

Dalam keseluruhan pembahasan lengkap teori transformator, diawali dengan penjelasan prinsip kerja transformator, dan yang dibahas terlebih dahulu adalah mengenai bagian-bagian serta bagan dari transformator atau trafo sederhana.

Seperti terlihat pada kedua gambar dibawah, bagian-bagian utama dari transformator adalah:

1. Inti/teras/kern.
2. Lilitan/gulungan primer, yang dihubungkan dengan sumber listrik.
3. Lilitan/gulungan sekunder, yang dihubungkan dengan beban.

Bagian-bagian transformator

Bagan transformator

dengan:

U1: Tegangan sumber

I1 : Arus primer

Np : Jumlah lilitan kumparan primer

ep : GGL induksi pada kumparan primer

Φb : Fluks magnet bersama (mutual fluks)

es : GGL induksi kumparan sekunder

Ns : Jumlah lilitan kumparan sekunder

I2 : Arus sekunder

U2 : Tegangan beban

Z : Beban 

Prinsip Kerja

Adanya tegangan sumber bolak-balik U1 yang diberikan, maka akan mengalir arus bolak balik I1 pada kumparan primer yang mempunyai inti, dan menimbul fluks magnet yang berubah-ubah pada intinya yang menimbulkan GGL induksi pada kumparan primer ep.

Besarnya GGL induksi pada kumparan primer dirumuskan sebagai berikut:

ep = -Np (dΦ/dt) .......... (1)

dengan:

ep : GGL induksi pada kumparan primer (volt)

Np : Jumlah lilitan kumparan primer

dΦ : Perubahan garis-garis magnet (weber)

dt : Perubahan waktu (sekon)

karena pada inti yang sama (fluks magnet bersama), maka:

es = -Ns (dΦ/dt) .......... (2)

es : GGL induksi pada kumparan sekunder (volt)

Ns : Jumlah lilitan kumparan sekunder

dΦ : Perubahan garis-garis magnet (weber)

dt : Perubahan waktu (sekon)

Dari persamaan (1) dan (2) maka, didapatkan:

ep/es = Np/Ns = a

dengan

a : perbandingan lilitan trasformator (turn ratio)

apabila,

a>1 maka disebut transformator step down (penurun tegangan)
a<1 maka disebut transformator stepup (penaik tegangan)

fluks magnet sebagai fungsi t, dirumuskan:

Φ(t) = Φm sin ωt

dimana Φm adalah fluks maksimum, sehingga

ep = -Np (dΦ/dt)

ep = -Np. d(Φm sin ωt)/dt

ep = -Np. ω Φm cos ωt

ep = -Np. ω Φm sin (ωt - π/2)

terlihat bahwa, GGL induksi ketinggalan (lagging) 90° terhadap fluks magnet.

Dari persamaan terakhir diatas, didapatkan

ep (maks) = Np. ω Φm

sedangkan ep= ep (maks) / √2

maka

ep = Np. ω Φm / √2

ep = 2πf Np Φm √2 / 2

ep = πf Np Φm √2

ep = (π√2) f Np Φm

dengan cara yang sama, didapatkan juga

es = (π√2) f Ns Φm

sehingga apabila transformator dianggap ideal, atau dianggap tidak ada rugi-rugi daya, maka daya input P1 sama dengan daya output P2, dituliskan

U1 . I1 = U2 . I2

maka,

I2/I1 = U1/U2 = Np/Ns = a

Sekian penjelasan Prinsip kerja transformator, pahami juga rugi-rugi transformator ,untuk memperdalam pengetahuan tentang teori transformator. semoga bermanfaat.

loading...