Cara mengukur dan menghitung Transformator

Transformator (Trafo)

Peralatan kantor sampai peralatan rumah tangga yang menggunakan Trafo (transformator) sebagai power supply atau sumber tegangan. Kebanyakan trafo tersebut adalah jenis step-down yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC (bolak-balik). Trafo jenis ini memiliki kumparan (lilitan) primer lebih banyak daripada kumparan sekunder. Dengan trafo step-down ini, tegangan input PLN 220V-240V diturunkan menjadi 6V, 9V,12V, 15V, atau sesuai kebutuhan, setelah itu disearahkan menjadi tegangan DC.
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 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

Pada gambar di atas, 0, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, dan 24V adalah terminal-terminal kumparan sekunder trafo sedangkan 0V, 110V, 220V, dan 240V adalah terminal-terminal kumparan primer trafo.
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

Catatan:
Tegangan primer dan tegangan sekunder trafo adalah tegangan bolah-balik (AC).
Source: www.multiteknik66.net

Read More

Konsep Dasar Transformator

Teori dasar sebuah 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 atau dengan kata lain Transformator atau biasa disebut dengan trafo adalah alat untuk mengubah tegangan bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dan digunakan untuk memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian berikutnya tanpa merubah frekuensi. Transformator digunakan secara 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.

Di dunia 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 sambil tetap melakukan atau mengalirkan arus bolak-balik antara rangkaian. Berdasarkan frekuensi, transformator  dapat dikelompokkan sebagai berikut :

 (1)   frekuensi daya, 50 – 60 c/s;

 (2)   frekuensi pendengaran, 50 c/s – 20 kc/s;

 (3)   frekuensi radio, diatas 30 kc/s.

 Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi :

(1) transformatror daya;

(2) transformatror distribusi;

(3) transformatror pengukuran, yang terdiri dari atas transformator arus dan   transformator tegangan.

Kerja transformator yang berdasarkan induksi-elektromagnetik, menghendaki adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama.

Aplikasi penggunaan trafo dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

1.      Transformator Step-Up atau tranformator penaik tegangan adalah tranformator yang digunakan untuk menaikkan tegangan dari rendah ke tegangan yang lebih tinggi.

2.      Transformator Step-Down atau transformator penurun tegangan adalah transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan dari tinggi ke tegangan yan lebih rendah.

Cara kerja sebuah transformator adalah sebagai berikut :

1.      Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan arus AC, maka pada kumparan primer timbul garis-garis gaya magnet yang berubah-ubah.

2.      Perubahan garis-garis gaya dari kumparan primer ini menginduksi kumparan sekunder sehingga pada kumparan sekunder timbul arus bolak-balik.

Dengan memilih jumlah lilitan yang sesuai untuk tiap kumparan dapat dihasilkan GGL kumparan sekunder yang berbeda dengan GGL kumparan primer. adalah sebuah Transformator terdiri dari lilitan primer, lilitan skunder dan inti yang berfungsi untuk merubah besaran listrik. 

Berikut adalah rumus Hubungan antara tegangan V, arus I dan banyak lilitan N dan  juga Rumus Efesiensi  Transformator :

                                  

 

 

Keterangan :

Kerugian daya pada transformator terjadi pada inti material dan lilitan kawat primer dan skunder. Kerugian lilitan (kerugian tembaga), dapat dihitung dari tahanan lilitan R dan arus I :

                        Kerugian Tembaga = I_P².R_P + I_S².R_S  Kerugian inti dapat dihitung dari rangkaian tanpa beban :

                        Kerugian Inti = Daya Primer – I_P².R_P    

                        

Read More