Transformator ~ Science &Technology

TRANSFORMATOR

STANDAR KOMPETENSI

Kemampuan menyerap pengetahuan dan mengkomunikasikan serta menerapkan hal-hal yang berkaitan dengan arus listrik dalam kehidupan sehari-hari
KOMPETENSI DASAR
Kemampuan mengidentifikasi komponen elektronika dan kegunaanya
INDIKATOR PEMBELAJARAN
1.Menjelaskan nama-nama komponen elektronika
2.Mengidentifikasi komponen elektronika
3.Menganalisis satuan ukuran yang terdapat pada komponen elektronika
4.Mendeskripsikan pemanfaatan komponen dalam praktik
TUJUAN PEMBELAJARAN
1.Peserta didik dapat menyebutkan jenis-jenis trafo, satuan dan fungsinya
2.Peserta didik dapat menjelaskan prinsip kerja trafo
3.Peserta Didik dapat menggambarkan simbol trafo
4.Peserta Didik dapat menghitung jumlah lilitan, tegangan ataupun arus pada trafo
5.Peserta didik dapat menguji kondisi resistor dengan alat ukur yang tepat.

TRANSFORMATOR

A.Pengertian
Transformator atau trafo adalah suatu peralatan listrik yang dapat memindahkan energi listrik atau memindahkan dan mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level ke level tegangan yang lain melalui kinerja satu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.

sumber animasi : http://www.mediabali.net/listrik_dinamis/trafo.swf

Ada dua hal perlu dipahami untuk transformator ini, yaitu:
1.Transformator hanya digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik (AC) dan tidak untuk arus searah (DC).
2.Transformator tidak dapat memperbesar daya listrik yaitu tidak dapat memperbesar banyaknya daya yang masuk ke dalam transformator tersebut.
B.Kegunaan
Kegunaan dari Transformator (trafo) secara umum adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC).
C.Prinsip kerja
Lilitan primer trafo terhubung dengan input listrik AC. Adanya lilitan primer pada besi lunak ini menyebabkan tejadinya induksi elektromagnetik, yang merupakan peristiwa timbulnya ggl akibat perubahan medan megnetik. ggl yang ditimbulkan pada proses induksi ini berada pada lilitan sekunder, yang siap digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik alat-alat elektronika. Besarnya tegangan listrik pada ujung-ujung kumparan sekunder/lilitan sekunder dapat ditentukan dengan mengatur perbandingan jumlah lilitan sekunder terhadap jumlah lilitan primer.

D.Jenis-Jenis trafo
1. Jenis transformator berdasarkan fungsinya
a. Trafo step-up
Trafo ini digunakan untuk menaikkan tegangan.
Ciri2nya: Lilitan sekunder (lilitan yang ada pada output/keluaran trafo) lebih banyak dari pada lilitan primer (lilitan yang ada pada input/masukan trafo).Tegangan sekunder lebih besar dari tegangan primer.

b.Trafo step-down
Trafo step-down adalah jenis trafo yang paling sering digunakan pada catu daya karena berfungsi untuk menurunkan tegangan .Ciri2nya: Lilitan sekunder lebih sedikit dari lilitan primer
Tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan primer.

2.Jenis transformator berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan skunder
a.Trafo step-up
Yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).
b.Trafo step-down
Yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).
3.Jenis trafo catu daya
a.Trafo engkel
Trafo yang biasa digunakan pada trafo pada umumnya. Trafo ini hanya punya besar keluaran tegangan yang hanya satu macam ditambah tegangan nol.
Pada dasarnya trafo biasa (engkel) akan menghasilkan tegangan keluaran di dua titik yaitu pada ujung-ujung kumparan sekundernya.

b.Trafo CT
Adalah trafo yang mempunyai besar keluaran yang bejumlah dua atau bepasangan (6 dgn 6) selain itu trafo ini punya ujung CT. CT ini digunakan sebagai arus negatif. Selain itu trafo CT keluarannya dapat di pararel (keluarannya dapat digabungkan tapi syaratnya harus pasangannya yaitu 6 dengan 6 atau 12 dengan 12). Inti besi pada trafo sengaja dibuat berkeping-keping, karena dengan bentuk kepingan terdapat rongga udara, ini juga digunakan sebagai pendingin trafo. Panas ini terjadi karena arus pada trafo yang besar dan menyebabkan adanya panas pad trafo.

4.Jenis transformator berdasarkan inti
a.Trafo tipe shell
Dimana kedudukan kumparan dikelilingi inti.

b.Trafo tipe inti
Dimana kedudukan kumparan mengelilingi inti.
5.Jenis transformator berdasarkan kegunaan
a.Trafo tenaga
Digunakan untuk suatu sistem transmisi dan distribusi. Trato tenaga ialah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan).
Dalam operasi umumnya, trafo-trato tenaga ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan/proteksi

b.Ototransformator
Suatu transformator fasa tunggal dengan perbandingan lilitan 3:1 (ab:cd) akan menjadi ototransformator apabila sebagian kumparan primer merupakan bagian dari kumparan sekundernya.

6.Jenis transformator berdasarkan jenis fasa tegangan
a.Trafo satu fasa
Prinsip kerjanya apabila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan (sumber), maka akan mengalir arus bolak balik I1 pada kumparan tersebut. Oleh karena kumparan menpunyai inti, arus I1, menimbulkan fluks magnet yang juga berubah – ubah, pada intinya. Akibat adanya fluks magnet yang berubah – ubah, pada kumparan primer akan timbul GGL induksi ep.
b.Trafo tiga fasa
Transformator tiga fasa digunakan karena pertimbangan ekonomi. Dari pembahasan berikut ini akan terlihat bahwa pemakaian inti besi pada transformator tiga fasa akan jauh lebih sedikit dibandingkan dengan pemakaian tiga buah transformator fasa tunggal. Trafo tiga fasa bisa dihubungkan bintang dan segitiga
E.Analisa Trafo/ Rumus 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.

sumber animasi : http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/15/21/transformer/transformer.swf
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

F. Mengetes Trafo

Langkah-langkah:
1.Putar multimeter saklar pada posisi Ohm 1x.
2.Kalibasi.
3.Hubungkan colok (-) dengan salah satu kaki di gulungan primer, colok (+) pada kaki yang lain di gulungan primer. Bila jarum bergerak maka trafo dalam keadaan baik.
4.Pada gulungan sekunder lakukan hal yang sama. Apabila jarum multimeter bergerak-gerak maka trafo dalam keadaan baik. Selisih nilai sama dengan selisih tegangan yang tertera pada trafo.
5.Letakkan colok (-) atau colok (+) ke salah satu kaki di gulungan primer kemudian colok yang lain ke gulungan sekunder. Apabila jarum tidak bergerak maka trafo dalam keadaan baik, menandakan tidak adanya korsleting gulungan primer dengan sekunder dengan body trafo. Lakukan hal sebaliknya.
6.Langkah terakhir, letakkan colok (-) atau colok (+) ke salah satu kaki di gulungan primer atau sekunder kemudian colok yang lain ke plat pengikat gulungan yang berada di tengah. Apabila jarum tidak bergerak maka trafo dalam keadaan baik, menandakan tidak adanya korsleting gulungan dengan body trafo.

G.Aplikasi Trafo
1.Adaptor/ power suply
2.Distribusi tenaga listrik
3.Rangkain elektronika lain

Daftar Pustaka

1.http://budisma.web.id
2.http://www.custompowertransformer.com
3.http://www.blueraja.com
4.http://www.electronics-tutorials.ws
5.http://alvianelektro.blogspot.com
6.http://en.wikipedia.org
7.http://www.electronicrepairguide.com
8.http://creebob.blogspot.com
9.http://ehendra.wordpress.com
10. Candra,Arifianto.2010.Jago Elektronika Rangkain sistem otomatis. Elek media Komputindo
11. Syarifudin Uyuk.2010.Elektronika 1. Yudhistra
12. MGMP Klaten. 2010.LKS Elektronika 1,2,3.Klaten. Sinar Mandiri

SOAL & PEMBAHASAN

1.Jelaskan kegunaan dari komponen elektronika transformator
2.Sebutkan jenis-jenis transformator brdasarkan berdasarkan fungsinya
3.Sebutkan dua jenis trafo catu daya
4.Jika sebuah trafo memiliki kumparan primer (Np) 4400, tegangan input (Vp) 220V, dan tegangan output sekunder (Vs) yang diinginkan adalah 10V, maka jumlah kumparan sekunder adalah......
5.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.