Tugas PresentasiTransformer

Created By :

Luthfi Fauzan AkuanMerlin Nandiani

XII IPA 1SMAN 23

Bandung

Pengertian Transformator/Tranformer

Transformator atau transformer atau trafo Merupakan komponen elektromagnet yang

dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.

Transformator adalah suatu alat untuk memindahkan daya listrik arus bolak-balik dari suatu rangkaian ke rangkaian lainnya secara induksi elektromagnetik

Transformator/Transformer• Bagian utama Transformator

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Inti besi

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Inti besi

Sumber Tegangan AC

Jenis Transformator

1. Transformator step upCiri – ciriPenaik TeganganNs > NpVs > VpIs < Ip

2. Transformator step down

Ciri – ciriPenurun TeganganNs < NpVs < VpIs > Ip

Np NsVp Vs

Np NsVp Vs

Persamaan TransformatorPada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya.

Vs

Vp

Ns

Np

• Np = Jumlah lilitan primer• Ns = Jumlah lilitan

sekunder• Vp = Tegangan primer• Vs = Tegangan sekunder

Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator sama dengan energi yang keluar dari transformator

Wp = WsVp. Ip . t = Vs . Is . t

Ip

Is

Vs

Vp

• Is = kuat arus sekunder

• Ip = kuat arus primer

Np NsVp Vs

Primer

Masukan

In Put

Hasil

Dihubungkan pada sumbertegangan

Sekunder

Keluar

Out Put

Hasil

Dihubungkan pada lampu

Lampu

Efisiensi Transformator Efisiensi Transformator adalah perbandingan

energi yang keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator

x100%Wp

Wsη

x100%Pp

Psη

x100%Ip Vp

Is Vsη

η = Efisiensi transformatorWs = energi sekunderWp = energi primerPs = daya sekunder

Pp = daya primer

Prinsip kerja

Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitansekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna,semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.

Prinsip kerja Pada dasarnya,suatu transformator itu terdiri

dari dua atau lebih kumparan yang dihubungkan oleh medan magnetik bersama (mutual magnetic field).Bila satu diantara kumparan inti,yang primernya dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik,akan timbul fluks bolak-balik yang amplitudonya bergantung pada tegangan primer dan jumlah lilitan.Fluks bersama akan menghubungkan kumparan yang lain, yang sekundernya akan menginduksikan tegangan di dalamnya yang nilainya bergantung pada jumlah lilitan sekunder.

PRINSIP KERJA TANSFORMATOR

Keadaaan Transformator Tanpa beban

F

E1

I0

N1 N2

E2

V1

I0

F

E1

Vektor transformator tanpa beban

Transformator tanpa beban

Keadaan Tanpa Beban

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid, akan mengalirlah arus primer Io yang juga sinusoid dan dengan mengannggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 90o dari V1 (lihat gambar ). Arus primer Io menimbulkan fluks (f) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid.

f = fmaks sin wt

Keadaan Tanpa Beban

Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 (Hukum Faraday). Fluks yang berubah-ubah memotong suatu kumparan maka pada kumparan tersebut akan di induksikan suatu tegangan listrik :

dt

dNe

11

wtNdt

wtdNe maks

maks cos)sin(

111

(tertinggal 90o dari  f)

maksmaks fN

fNE

1

11 44,4

2

2Harga efektifnya

Keadaan Tanpa Beban  Pada rangkaian sekunder, fluks (f) bersama tadi

menimbulkan

dt

dNe

22 wtwNe m cos22 maksfNE 22 44,4

2

1

2

1

N

N

E

E

aN

N

V

V

E

E

2

1

2

1

2

1

Dalam hai ini tegangan E1 mempunyai kebesaran yang sama tetapi berlawanan arah dengan tegangan sumber V1.

Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor,

a = perbandingan transformasi

Keadaan Tanpa BebanArus Penguat

Arus primer Io yang mengalir pada saat kumparan sekunder tidak dibebani disebut arus penguat. Dalam kenyataannya arus primer Io bukanlah merupakan arus induktif murni, hingga ia terdiri atas dua komponen:(1)   Komponen arus pemagnetan IM, yang menghasilkan fluks (f). (2)   Komponen arus rugi tembaga IC, menyatakan daya yang hilang akibat adanya rugi histeris dan ‘arus eddy’.  IC sefasa dengan  V1, dengan demikian hasil perkaliannya (IC x V1) merupakan daya (watt) yang hilang

V1 E1

F

I0

IC

IMV1

IMICRC XM

I0

Vektor hubungan fasor Io, IM dan IC

Rangkain pengganti Io, IM dan IC

Keadaaan Transformator Berbeban

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban ZL, I2 mengalir pada kumparan sekunder, di mana I2 = V2/ZL .

V2V1 E1

I1

N1 N2

E2

I2

ZL

F2

F1

Keadaaan Transformator Berbeban

Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N2 I2 yang cenderung menentang fluks (f) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan IM. Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I’2, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I2, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada primer menjadi :

'21o

'2o1

III

II I

Keadaaan Transformator Berbeban

Bila rugi besi diabaikan (IC diabaikan) maka Io = IMI1 = IM + I’2

Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IM saja, berlaku hubungan :

N1IM = N1I1 – N2I2

N1IM = N 1(IM + I’2) – N2I2

Sehingga N1I’2 = N2I2

 Karena nilai IM dianggap kecil maka I’2 = I1

N1I1 = N2I2 atau I1/I2 = N2/N1

Transmisi energi listrik jarak jauh

1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi

Bila pada PLTA gambar di atas menghasilkan daya 30 MW dan tegangan yang keluar dari generator 10.000 volt akan di transmisikan jika hambatan kawat untuk transmisi 10 Ω.

V

PI

volt10.000

watt30.000.000I

I = 3.000 A kuat arus tinggi Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah

Kita tentukan kuat arus transmisi

P = I2 R = 3.0002 . 10 = 90 MW daya yang hilang besar

Kita tentukan kuat arus transmisi

V

PI

volt150.000

watt30.000.000I

I = 200 A kuat arus rendah

Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah

P = I2 R = 2002 . 10 = 0,4 MW daya yang hilang kecil

Penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh

Generator PLTA

30MW 10000 V

Trafo Step Up

150 kV Trafo Step down

20 kV

Trafo Step down

220 V

Terimakasih Untuk Perhatiannya

Wasslammualaikum